編者按：
電影《火星救援》正在熱映，主角馬克·沃特尼上演火星版“魯濱遜漂流記”。
影片獲得了美國國家航空航天局（NASA）的全力支持。在上映前，NASA就向觀眾科普影片中的相關科技，借機宣傳自己的火星之旅計劃。
這部被稱為硬科普的影片究竟暗含哪些現實科技和未來暢想，人類能否像馬克一樣在火星生存？
“我不能就這樣，在火星上等死。”宇航員馬克·沃特尼發出感慨。
正在熱映的太空科幻大片《火星救援》說的就是科考隊在火星遭遇大風暴，撤離時隊員們以為主角馬克死亡而將他只身一人留在火星。馬克利用自己的智慧，開啟了在火星上生存的持久戰，并迎來了最終救援。
這部電影之所以吸引人，正是因為它涉及航天科技、植物學、物理學、化學等眾多科學領域。并且，在這場太空援救中，中國航天尖端科技成為關鍵。
電影讓人聯想到美國國家航空航天局（NASA）送人登陸火星的計劃，那么，人類能否在火星生存呢？
火星與地球環境大不同
掀翻天線、摧毀帳篷不太可能
“火星大氣與地球大氣非常不同。”中國科學研究院地質與地球物理研究所研究員魏勇介紹，地球大氣成分以氮和氧為主，而火星大氣中二氧化碳占96%，氬和氮又各占1.9%，其他成分主要是氧、一氧化碳、水和甲烷等。火星表面平均大氣壓為600帕斯卡，僅為地球表面大氣壓的0.6%。”
火星大氣總質量約為地球大氣總質量的0.5%，其重力只有地球表面重力的40%。“一個行星要有足夠大的表面重力，才能把空氣分子吸住，保留住大氣。”中國科學院空間科學與應用中心研究員史建魁說。因此，與地球相比，火星大氣非常稀薄。同時，火星氣溫晝夜起伏明顯，赤道溫度最高可達21℃，夜間會驟然降到-73℃。
但與地球環境相類似的是，火星上也會發生各種等級的沙塵暴。火星上沒有液態水，非常干燥，中等沙塵暴每年都有幾次，范圍在百萬平方公里，可持續幾個星期。大約每五年至六年還會發生一次超強沙塵暴，范圍覆蓋整個火星。
自20世紀以來，這種超強沙塵暴已被觀測到很多次，最近的一次是在2007年。
“但需要指出的是，即使是這種超強沙塵暴，也很難造成《火星救援》中展示的掀翻天線和摧毀帳篷的場景。”魏勇說，“火星上的風速比地球上的風弱很多，而且其大氣密度不到地球的1%，所以同等風速下稀薄大氣造成的破壞力要比稠密大氣小很多。例如，在地球上吹一口氣可以讓一張A4紙飄起來，而火星上空氣稀薄，可能需要電風扇產生高風速才能把紙吹起來。”
除此之外，《火星救援》中的“太陽日”也著實讓觀眾迷糊了一把。“太陽日是指一天的時間長度。”魏勇說。地球上一個太陽日是23小時56分鐘，火星上一個太陽日是24小時37分鐘。也就是說，火星上的一天比地球上的一天長41分鐘。算下來，其繞太陽轉一圈差不多等于地球兩年，即火星一年有687天。
空間輻射不容忽視
要想在火星生存實屬不易
沒有氧氣，人類可以使用隨身攜帶的氧氣供應系統；平均氣溫低，早晚溫差大，人類可以通過宇航服進行調節。然而，要想真正在火星上生存，還必須考慮其輻射問題。
“在《火星救援》中，對火星輻射的描述相對較少。實際上，火星上的輻射非常強。”國家空間天氣監測預警中心主任張效信說。
NASA最近稱，要在2035年左右把人送上火星，就像他們派宇航員登陸月球一樣。
“火星與地球不同，它沒有一個全球性的偶極磁場，只有比較弱的巖石剩磁。”魏勇說，“如果宇航員拿著指南針在火星表面行走，指針方向隨時會發生大角度的改變。所以信鴿、蝙蝠等靠磁場導航的動物如果到了火星就會'找不著北’。”
此外，地球的偶極磁場還有一個十分重要的作用，可以阻礙宇宙高能帶電粒子入侵。“這是因為帶電粒子遇到磁場會發生偏轉。”魏勇說，“地球的偶極磁場就像一個保護罩，把生物圈保護起來，因此，人類可以在地球上長期生存。火星沒有這個保護罩，就會始終遭受大劑量輻射。”另外，火星大氣遠比地球稀薄，所以大氣層自身對高能粒子和空間輻射的削弱作用也十分有限。在這種環境下，人們就必須住在特制的防輻射營地里，外出也要身著防護服。
不僅如此，在載人飛船前往火星的途中，人類還要面臨低劑量的、長期存在的銀河宇宙射線。這些射線能量大、穿透性強、很難防護，普通的飛船外殼基本上無法阻擋它們，即使是30厘米厚的鋁板，防護效果也極為有限，嚴重威脅航天員健康。
因此，人們要想在火星生存，可謂困難重重。
科學研究步履維艱
人類可到達火星但難返回
在電影中，NASA相當應景地提供了人類如何在火星存活的教程。現實中，人類為此付出的科研行動也從未停止，至少目前人類到達火星是現實的。
火星是地球的近鄰，在很多方面與地球相似。“在與地球比較的基礎上，開展火星探測和研究，不僅能探索火星及其空間奧秘，還能進一步認識地球自身。”史建魁表示。
目前，火星是人類發射探測器第二多的天體，最多的是月球。從伽利略改進望遠鏡開始，400年來人們對火星的興趣與日俱增。截至目前，科學家通過研究火星地表地貌、大氣成分、氣候特征大致了解了火星環境狀況和變化特征，通過研究地表磁場和高度電離層的變化特征大致掌握了太陽電磁輻射和太陽風對火星空間環境的影響。
“當前國際火星研究的重點是火星水逃逸機制，試圖揭開火星液態水消失之謎。”魏勇介紹，“NASA的馬文衛星在2014年底到達火星，專門研究這一問題。中國研究者也積極參與到這一重大科學問題的攻堅戰中。”
1988年，中國加入了《營救宇航員、送回宇航員和歸還射入外層空間物體的協定》。2011年11月8日，中國發射了第一顆火星探測器“螢火”一號，隨俄羅斯火星探測器一同升空，但由于俄羅斯火星探測器變軌失敗，此次任務終止。
中國航天的尖端科技在《火星救援》中成為拯救關鍵，從一個側面說明了中國太空探索的實力。
“從技術上來講，人類到達火星沒有太大問題，但從火星返回的技術遠未成熟。”魏勇說。
