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，研发栖息地、休眠技术及生物塑料等关键技术，以应对极端环境与长期飞行挑战，并推动地球医疗与环保应用。
人类登陆火星的征程正稳步推进。美国国家航空航天局（NASA）官网表示，该机构正在研发多项关键技术，力争在2030年代实现载人火星任务。这一目标极具挑战性：国际空间站距地球仅约250英里，而火星最远距离地球超过2.5亿英里，航程需耗时六至九个月。
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，最低气温可降至零下225华氏度。宇航员若要长期驻留，必须建立具备防护能力的栖息地，并实现食物等生命支持系统的可持续供给。
目前，NASA的“阿尔忒弥斯”计划正以重返月球为跳板，测试未来火星任务所需技术。与此同时，哈佛大学多个院系的学者与校友也积极参与相关研究。已故哈佛医学院细胞生物学教授阿尔弗雷德·戈德伯格早在2001年便发现关键基因atrogin-1，揭示了失重环境下肌肉萎缩的分子机制，为对抗太空中的生理退化提供了科学依据。
营养管理同样至关重要。宇航员需精确调控蛋白质摄入，以维持血液中氨基酸水平，防止肌肉流失。有专家指出，太空中的身体维护原则与老年人或顶尖运动员相似，但进程更快、风险更高。
此外，诱导休眠技术被视为潜在突破方向。通过使宇航员进入类似冬眠的低代谢状态，可有效减缓器官功能衰退、降低心理压力，并大幅减少物资消耗。医学博士叶卡捷琳娜·科斯秋赫尼娜于2021年创立“HIBERIA”平台，推动全球科学家合作研究人类休眠在深空探索中的应用。她认为，这项技术有望成为应对多系统风险的综合性解决方案。
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冬眠的低代谢状态，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完成火星任务，还可能应用于地球上的重症救治场景。例如，在创伤急救、器官移植及重症监护中，诱导类似冬眠状态有望减轻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息状态下保护器官功能，或将为肥胖、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上提出：“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，将极大提升神经保护效果。”
面对深空任务中“无医院可及、无即时补给、容错率极低”的现实挑战，太空医学正从被动治疗转向主动预防。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，有望实现远程早期疾病预警与干预。这些技术同样适用于地球偏远或医疗资源匮乏地区，例如通过AI实时分析生命体征，或利用便携式“盒中实验室”自主完成血液与唾液检测。
与此同时，哈佛大学环境科学与工程教授罗宾·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，在模拟火星环境中成功培育出杜氏盐藻。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主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，在着陆后逐步构建成型。研究人员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利用微生物或酶分解为有机基础成分，实现循环再利用。研究人员认为，相关技术不仅适用于深空探索，也有望缓解地球上的塑料污染问题，减少垃圾填埋与海洋废弃物，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预算占联邦支出不足0.5%，远低于阿波罗时代约4%的水平。据估算，其“阿尔忒弥斯”登月计划至2025年将耗资930亿美元，而火星任务成本更高、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构建类似互联网发展的多层次经济生态，包括运载火箭、供应链和监管框架等基础支撑。
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、互换使用的模块，有助于降低成本。但各方均承认，仅靠私营部门难以独自承担火星任务。据麦肯锡2024年报告，全球航天经济预计到2035年将超1.8万亿美元，但目前仍以地球轨道应用为主。
前NASA顾问丽贝卡·里德在研讨会上指出，单个国家难以独自承担为期三年的火星任务，必须通过国际合作分担技术与人员风险。与此同时，也有声音质疑：在地球面临气候变化、资源枯竭等紧迫挑战之际，人类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，人类在探索太空的过程中始终面临一个根本性问题：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时期，哲学家汉娜·阿伦特在其文章《征服太空与人的地位》中曾就此提出深刻追问。
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：“这确实是人类天性的一部分。”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。她自2013年加入NASA，此前专注于哺乳动物在极端环境下的生存机制研究。
在空间站狭小环境中与多国宇航员长期共处的经历，使梅尔深入体会到长期太空任务带来的身心挑战，同时也强化了她对航天事业根本目标的认同。她指出，航天计划的价值不仅体现在实际层面——如推动STEM教育、激发远大理想、促进国际合作，以及从月岩分析到医学突破等具体成果，更在于其难以量化的精神意义。
“太空探索对社会有一种无形的塑造力，”梅尔说，“它源于人类与生俱来的、想要眺望地平线之外的本能。”
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