人类登陆火星计划加速推进
快速阅读: 据NASA消息，该机构正推进2030年代载人火星任务，研发生命保障、冬眠诱导及生物塑料栖息地等关键技术，并强调需通过公私合作与国际合作应对资金与技术挑战。
人类登陆火星的征程正在稳步推进。美国国家航空航天局（NASA）官网表示，正致力于研发多项关键技术，力争在2030年代实现载人火星任务。这一目标极具挑战性：火星距地球超过2.5亿英里，约为地月距离的一千倍，单程飞行需耗时六至九个月。
火星环境极为严酷。其大气密度仅为地球的1%，重力不足地球一半，最低温度可降至零下225华氏度。宇航员若长期驻留，必须依赖全新设计的生命保障系统，包括防护性栖息舱和可持续食物供给。
当前，NASA的“阿尔忒弥斯”计划在重返月球的同时，也为火星任务测试关键技术。哈佛大学多个院系的学者与校友积极参与相关研究，聚焦宇航员在深空环境中面临的生理与心理挑战。其中，肌肉萎缩、骨质流失、免疫抑制及心脏负荷等问题尤为突出。已故哈佛医学院教授阿尔弗雷德·戈德伯格曾于2001年发现关键基因atrogin-1，揭示了微重力环境下肌肉退化的分子机制，为对抗失重效应提供了科学依据。
营养管理同样关键。宇航员需精准摄入蛋白质以维持氨基酸水平，同时应对有限的物资供应。有专家提出诱导冬眠作为潜在解决方案——通过降低新陈代谢，减少对食物、水和生命支持系统的依赖，从而保护器官功能并稳定神经活动。
医学博士叶卡捷琳娜·科斯秋赫娜受哈佛课程启发，于2021年创立国际协作平台HIBERIA，推动人类冬眠技术在深空探索中的应用。她指出，这项研究不仅关乎火星任务，其成果亦有望惠及地球上的医疗与健康领域。
近日，哈佛大学医学院麻醉学系研究人员埃利·亚当实验室关于麻醉与人体代谢相互作用的研究，为科学家探索人类代谢调控提供了新思路。受此启发，科斯秋赫尼娜指出，麻省理工学院辛沙·赫尔瓦廷博士团队在下丘脑神经元方面的发现同样具有重要意义——该团队已成功在啮齿类动物中诱导出类似蛰伏的状态，未来或可用于开发在太空飞行中减缓人体代谢的实用技术。
此类突破不仅有助于宇航员执行火星任务，还可能应用于创伤救治、器官移植及重症监护等领域。通过诱导类似蛰伏状态，可有效降低脓毒症或多器官衰竭患者的代谢压力。此外，研究冬眠动物如何在长期静止状态下保护器官功能，有望为肥胖、糖尿病、心血管疾病、阿尔茨海默病和慢性肾病等常见病提供新的治疗路径。亚当实验室在其网站提出设想：“若能在中风后暂停大脑生物活动，并在安全条件下重新激活，或将极大提升神经保护效果。”
鉴于太空环境中“无就近医院、无即时补给、无容错空间”，医学重点正从治疗转向预防。人工智能辅助监测、可穿戴生物传感器及自动化健康管理系统等新兴技术，可在医护人员远隔数百万公里的情况下，实现早期疾病识别与远程医疗服务。这些技术亦可惠及地球偏远或医疗资源匮乏地区，例如通过AI驱动的实时生命体征分析工具，以及可自主完成血液与唾液检测的便携式“盒中实验室”。
与此同时，哈佛大学环境科学与工程学教授罗宾·沃兹沃思团队正探索在火星“生长”栖息地的可能性。2019年，其团队在《自然·天文学》提出，仅数厘米厚的二氧化硅气凝胶即可在火星表面形成局部温室效应，升温50至60摄氏度，足以融化水冰并支持光合生命。2025年7月，该团队在《科学》期刊发表新成果：利用植物淀粉制成的聚乳酸生物塑料3D打印舱体，在模拟火星极端环境下成功培育出杜氏藻。该藻类不仅存活，还能进行光合作用并释放氧气。沃兹沃思表示，这一闭环系统有望利用火星阳光与本地资源，实现栖息地的自我扩展与修复。
近日，科研团队提出一种可自我生长的生物塑料太空栖息地构想，旨在为未来火星任务提供可持续解决方案。该结构由“种子组件”启动，在着陆后逐步自主构建。研究团队计划下一步在真空环境及地球上的高海拔沙漠等极端条件下测试其生物塑料舱体。
与传统合成材料不同，此类生物塑料可通过生物反应器中的微生物或酶分解为有机基础成分，实现循环再利用，不仅有助于减少太空任务产生的废弃物，还可能缓解地球上的塑料污染问题，并降低新塑料生产对化石燃料的依赖。
然而，载人火星任务面临巨大资金挑战。当前NASA预算不足联邦支出的0.5%，远低于阿波罗时代约4%的水平。仅“阿尔忒弥斯”登月计划至2025年预计耗资930亿美元，而火星任务规模更大、周期更长。
专家指出，成功推进深空探索需NASA与商业航天部门建立紧密协作关系。哈佛大学肯尼迪学院教授约翰·霍尔德伦在2025年10月于波士顿举行的人类航天飞行研讨会上强调，公私合作至关重要。蓝色起源公司副总裁阿里亚娜·康奈尔表示，火星基础设施建设需借鉴互联网发展经验，构建包括运载火箭、供应链和监管框架在内的综合生态体系。
此外，火箭实验室工程师大卫·安德拉德认为，通过标准化设计，将航天硬件转化为可批量生产、互换的模块，可显著降低成本。尽管商业航天快速发展，但人类深空探索短期内难以盈利，仍需长期国际合作分担风险与投入。前NASA顾问丽贝卡·里德指出，单个国家难以独自承担为期三年的火星任务，必须在全球范围内共担技术与人员安全风险。
与此同时，部分声音质疑：在地球面临气候变化、资源枯竭与不平等等紧迫挑战之际，是否应优先解决本土危机，而非投入巨资探索火星。
近75年来，人类探索太空的征程始终伴随着一个根本性问题：拓展宇宙疆域究竟是拓展还是削弱了人类对自身意义的认知？1963年，在美苏太空竞赛高潮之际，哲学家汉娜·阿伦特在其文章《征服太空与人的地位》中曾提出这一思考。
对此，火星任务支持者认为，答案在于太空探索为科学、社会乃至人类精神所带来的回馈。前哈佛医学院麻醉学助理教授杰西卡·梅尔表示：“我相信这正是人类本性的一部分。”梅尔于2019至2020年间在国际空间站累计驻留超过200天，并于2019年参与了人类首次全女性太空行走。
自2013年加入NASA以来，梅尔长期研究哺乳动物在极端环境下的生存机制。在空间站与多国宇航员共处的经历，使她深刻体会到长期太空任务对身心带来的挑战，也强化了她对航天使命价值的认同。她指出，航天计划不仅推动STEM领域投入、激发宏大梦想、促进国际合作，还催生了从月岩研究到医学突破等一系列实际成果。
此外，梅尔强调，太空探索还具有难以量化的社会意义。“它激发我们眺望地平线之外的本能，”她说，“这种对未知的向往，深植于人类天性之中。”
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