如果人类登陆火星，最佳着陆地点是哪里？

在《火星救援》中，一名被困的宇航员必须在充满敌意的红色星球上生存下来。本周，科学家将举行首次研讨会，以确定宇航员未来可能登陆火星的地点。

今天研讨会开始时，争论可能会变得激烈起来，争论的焦点是，在 50 多个正在分析的地点中，哪一个可能是遥远星球上生命的最佳栖息地——比如赫布鲁斯山谷地下洞穴中的地下住宅，或者古瑟夫陨石坑中曾经的温泉附近的基地，那里可能存在生命。参加会议的许多科学家希望有朝一日自己能去火星。

“我正在挑选未来可能会访问的着陆点，”新墨西哥大学行星科学家扎卡里·加列戈斯 (Zachary Gallegos) 说道。他是“火星一号”任务的最后 100 名候选人之一。“火星一号”是拟议的单程火星之旅。

“我的梦想是有一天成为第一个踏上火星的人，”有抱负的行星科学家和火星探险家亚历克斯·隆戈补充道，他是北卡罗来纳州罗利市卡迪纳尔吉本斯高中的十年级学生。

着陆点

火星探险者首先需要的是安全的着陆地点。加列戈斯说，目标是一块面积约为 25 公里的平坦区域，适合在多次任务中降落许多补给船和载人飞船。

美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家弗雷德·卡莱夫说：“此外，你不会想要超级岩石的东西，因为巨石对着陆很危险，会使探测变得困难。但你也不会想要超级柔软的东西。火星上的一些地方有几米深的尘埃袋，你不会想降落在松软的粉末上。”

低海拔地区也可能提供更好的着陆点，“因为头顶上有更多的大气，”卡莱夫说。空气越多，就越容易使用降落伞或其他制动装置安全着陆。

本地资源

火星宇航员的生活很大程度上取决于利用火星上已有的资源：太空探索称之为“就地资源利用”。宇航员希望在火星上收集的最重要的资源可能是水，它不仅可以饮用，还可以作为辐射屏蔽，分解成氢和氧后还可以作为燃料。“将水从地球带到火星的成本相当高昂，”卡莱夫说。

火星上可能有五种水源——水冰层、富含水的水合矿物、地下蓄水层、季节性水流（技术上称为反复出现的斜坡线）和大气湿度。“关于其中哪一个是最好的水源，将会有一场激烈的争论，”美国宇航局科学任务理事会科学与探索助理主任理查德·戴维斯二世说。

戴维斯说，火星上最好的水源可能是冰盖和水合矿物。乍一看，最明显的水源可能是冰盖，但火星可能非常寒冷，“冰越冷，就越硬；从地下挖出坚硬如石的冰并将其融化需要大量能量，”卡莱夫说。不过，取水需要挖掘沙子或岩石并将其烘烤直到水流出，而这通常被认为比融化冰盖所需的能量更高。戴维斯说，需要进行更多研究来确定哪种水源最好。

火星人可能需要的其他重要资源包括砾石、沙子和岩石，它们可以用作建筑材料。“泥土可以堆放在栖息地上作为辐射屏蔽，”加列戈斯说。“鹅卵石和较大的岩石可用于修建和维护服务道路。金属和硅可以从岩石和矿物中提炼出来，用于各种用途。”

美景

当然，宇航员们不仅想登陆火星并在那里生活，他们还想看看当地的景点——也就是可能进行科学发现的地方。虽然马克·沃特尼在《火星救援》中竭尽全力才在火星上生存下来，但真正的宇航员在红色星球上可能会寻找那里过去甚至现在生命的迹象。

宇航员在火星上的主要科学研究重点可能是水。“NASA 希望追踪水和有机物，去到可能发现现存或古代生命迹象的地方，”卡莱夫说。“你想参观过去适宜居住的环境，比如残留的池塘沉积物或古老的河流三角洲，那里有水聚集，可能保存着有机物质。”

宇航员不仅会关注古老的水体，还会关注现有的水活动，如反复出现的慢线、水冰雾，以及地下蓄水层的可能迹象，这些“对于寻找火星上现存的生命具有重要意义”，卡尔说。

陨石坑、露头、峡谷和沙丘地等地质特征有望揭示火星的地质历史。

陨石坑、露头、峡谷和沙丘等地质特征有望揭示火星的地质历史。虽然这些特征可能对宇航员导航构成挑战，但“这些通常是行星科学家想要研究的特征，”加列戈斯说。

登陆火星的宇航员将不仅限于在着陆点附近进行探索。“我们希望宇航员具有很强的机动性，能够前往距离着陆点 100 公里的地方，”美国宇航局载人探索和行动局首席探索科学家本·布西 (Ben Bussey) 表示。

赤道还是其他地方？

研讨会上科学家们的主要分歧点之一是他们提议的载人航天任务是在赤道附近还是在更高纬度地区进行。

“在高纬度地区着陆的主要优势之一是容易取水，尤其是在北部平原地区，”维奥拉说。“我们知道在月球表面最上层一米内有水冰，这意味着宇航员不必深入地下。由于这些冰相当原始，这也意味着他们不需要开采大片区域就能获得足够的水来供人类机组人员使用。”

“此外，我认为水冰可能是一个重要的科学目标，”维奥拉说。“它可能保存了火星自沉积以来的气候记录，就像我们可以利用地球上的冰芯来了解地球的气候历史一样，它甚至可能包含过去或现在生命的证据。”

然而，高纬度地区“将是一个极难居住的地方”，隆戈说。“在冬季，宇航员们几个月都见不到太阳，这会对宇航员的士气产生负面影响，而且基地必须完全采用核能，因为这样你就失去了太阳能电池板作为能源。”高纬度地区冬季的低温也会对设备造成不利影响。

“赤道探索区每年将像地球一样获得更多的直射阳光，”加列戈斯说。“美国宇航局的载人火星探索概念利用核能作为主要动力来源，但许多小型前哨站和设备将需要太阳能供电。”

最后，除非宇航员像火星一号候选人一样单程前往火星，否则他们希望有一个好的发射地点返回地球。“火星上最好的发射地点是赤道——那里的行星旋转得更快，可以加速运载火箭，所以你不需要那么多火箭燃料，”卡莱夫说。（正是这种加速让欧洲的太空港位于地球赤道附近的法属圭亚那。）

尽管如此，尽管在赤道发射场发射更容易，但“我们不应该仅仅因为这个原因就局限于这样的发射场，”戴维斯说。“卡纳维拉尔角和范登堡空军基地都是美国的发射场，而且它们的位置并不靠近赤道。我们应该去科学和资源允许的地方。”

最佳网站

卡莱夫认为，最适合人类登陆火星的地方是火星车事先已经勘察过的地方。“每个人都知道火星车的着陆点是平坦且安全的。我们已经收集了大量有关这些地点的科学信息，”卡莱夫说。“我们不用再猜测去哪里、在哪儿钻探以了解更多火星信息；我们知道那里的岩石是什么样子，也知道哪里需要额外的调查。”

在这些之前探索过的地点中，隆戈认为，勇气号探测器经过的古谢夫陨石坑是最令人兴奋的人类探索地点。“在我看来，像勇气号在古谢夫陨石坑发现的那种古老的热液环境是未来任何任务最重要的科学目标，”隆戈说。“地球上的温泉是生命的居所，也可能是生命起源的理想场所。”

另一个可能性是盖尔陨坑，好奇号探测器曾探索过该陨坑。“在那里你可以看到火星地质历史的重大转变，即从湿润的火星到干燥的火星，”卡莱夫说。“那里的海拔也很低，所以那里有更多的气垫，为着陆提供了优势。”

尽管加列戈斯也认为盖尔陨坑是人类探索的一个有吸引力的选择，但“重返旧地的缺点是无法研究新地区，”他说。“我们要研究的是整个星球，所以有些人可能会说我们应该去不同的地方。”戴维斯还指出，许多探测器探索过的地点往往很干燥，这可能会使居住的尝试变得复杂。

盖尔陨石坑和古瑟夫陨石坑都位于赤道附近。俄罗斯科学院行星科学家 Gennady Kochemasov 认为另一个可能的赤道位置是阿西达利亚平原，《火星救援》中沃特尼就住在这里。另一个可能是水手谷，加列戈斯指出，“几十年来，人们一直提议将其作为着陆点。”“这个巨大的峡谷横跨整个星球 4,000 多公里，让我们得以一窥火星的地质和水文历史。”麻省理工学院的科学家兼工程师 Christopher Carr 表示，水手谷的斜坡线反复出现，暗示地表下存在液态盐水。

巨大陨石坑希腊平原东缘的一处地点拥有古老的火星地壳和大量的水冰。

在高纬度地区，Protonilus Mensae 是复杂的台地和山谷网络的一部分，“已证实含有大量以冰川形式存在的水冰”，Gallegos 说道。“我已提议在 Moreux 陨石坑正东的 Protonilus Mensae 地区设立一个勘探区。它不仅能让我们接触到古老的火星地壳，还能让我们接触到记录火星上不同化学状态和时间段之间转变的岩石单元。”同样，他指出，“美索不达米亚”是位于巨型陨石坑 Hellas Planitia 东缘的一个地点，拥有古老的火星地壳和大量可供人类探险者使用的水冰。

不过，火星上最适合居住的地方可能根本不在地表。康奈尔大学的天体生物学家 Alberto Fairén 和他的同事认为，地下洞穴可能是完美的住所。

“由于火星每两年绕太阳旋转一次，从地球到火星再返回的两次发射窗口之间的间隔为两年；因此，任何探险队都必须在火星上停留两年，”Fairén 说。“为了让宇航员在火星上度过两个冬天，必须提供非常严密的庇护所来抵御火星表面的辐射和极端温度波动。以合理的成本、能源和努力水平实现这些要求的唯一方法是潜入火星表面并躲藏起来。”

古代灾难性的洪水帮助赫布鲁斯山谷形成了洞穴网络。该地区可能蕴藏着地下水冰和生命化石。“令人惊讶的是，我们的提案是数十个提案中唯一一个建议使用洞穴或熔岩管等地下环境作为基地建造人类探索庇护所的提案，”Fairén 说。“地下似乎是人类探索火星的唯一可能选择。”

这次研讨会不会对人类登陆火星的地点做出最终决定。“我们真的迈出了这一决定的第一步，这真是太棒了，”卡莱夫说。“一旦你开始选择目的地，这一切就从空想变成了现实。”