@Steed 的圍脖：改造一顆行星需要多少材料？NASA 噴氣推進實驗室的物理學家圖里舍夫最近算了一筆賬，答案是：大概需要拆掉一顆衛星。

火星的大氣壓只有地球的不到 1%，氣溫平均零下 60 多度，地表幾乎是真空。要讓人類在火星上不穿宇航服活下來，得先往大氣層里灌入海量的氣體，把氣壓提上去。圖里舍夫算出，哪怕只把火星大氣壓提高到 1 毫巴（仍然遠遠低于地球的 1013 毫巴），需要注入的氣體總質量就接近 3.89 萬億噸。這個數字，差不多等于火星的小月亮火衛二的全部質量。

而 1 毫巴只是剛剛起步。圖里舍夫在論文中列出了改造火星的五個臺階。

第一個臺階就是火星現在的樣子：極寒、近乎真空，沒有重型生命維持系統根本活不了。第二個臺階是把氣壓提升到水的 " 三相點 "，也就是大約 6.1 毫巴、0 攝氏度。三相點是一個很特殊的狀態，在這個溫度和壓力下，水可以同時以冰、液態水和水蒸氣三種形式存在。到了這一步，火星表面才有可能短暫地出現液態水。

第三個臺階務實得多：不改造整顆星球，而是在局部建造巨型溫室，在里面種莊稼。有趣的是，火星反而比地球更適合建溫室。溫室內部氣壓大約 100 毫巴，遠高于外面的近真空環境，這個內外壓差反而能幫助撐起穹頂結構。如果溫室越建越大，最終把整顆星球都罩起來，就變成了 " 世界屋 "。

第四個臺階要求全球氣壓達到 62.7 毫巴。為什么是這個數字？因為在低于這個氣壓的環境中，人體體溫（37 ℃）就足以讓血液沸騰。沒錯，你血管里的血在體溫下就會冒泡汽化。62.7 毫巴是保命線。

最后一個臺階才是真正的 " 地球化 "：500 毫巴的總氣壓，其中 210 毫巴的氧氣，加上厚厚的氮氣緩沖層，溫度也要大幅提高。到這一步，人可以在火星上自由呼吸。

臺階列出來了，每一級要付出的代價才是真正讓人倒吸涼氣的部分。

先說氣壓。從 1 毫巴提升到 500 毫巴的可呼吸大氣，需要的氣體總量跳到了 10 千克量級。這已經不是一顆小衛星能搞定的了，大概相當于土星一顆不規則小衛星土衛十（Janus）的質量。

再說溫度。火星平均氣溫需要提高約 60 ℃，才能讓水穩定地以液態存在。有人提議往大氣中注入吸收短波輻射的納米顆粒來升溫，有人建議釋放大量二氧化碳制造溫室效應，還有人想在太空中部署巨型鏡面，把更多陽光反射到火星表面。圖里舍夫計算了鏡面方案：需要大約 7000 萬平方公里的鏡面面積。這比整個亞洲的面積還大，遠遠超出人類目前的工業制造能力。

然后是氧氣。要造出一個血液不會沸騰、人能呼吸的大氣層，需要生產 8.2 × 10 千克的氧氣。最簡單的辦法是電解水，把水分子拆成氧氣和氫氣。考慮到氫被分走了，實際需要的水比產出的氧氣還要多一些。折算下來，相當于火星每平方米的地表需要覆蓋六立方米的水。

讀到這里，你可能覺得這事徹底沒戲了。但圖里舍夫給出了一個意外的好消息：火星上的水夠用。

火星地表已知的、容易獲取的冰儲量，是上述需求的 5 倍。也就是說，拿出 20% 的表面冰來電解產氧，剩下的還夠造出大面積的湖泊和海洋。那些科幻作品里動不動就要用彗星撞擊火星來補水的橋段，可能完全沒必要。

水夠了，問題卡在哪里？能源。

電解這么多水需要的最低能量是 1.2 × 10 焦耳。就算把這個工程拉長到 1000 年來做，每年需要的持續功率也高達 380 太瓦。作為對比，本世代全人類的年均能源消耗大約是 20 太瓦。380 太瓦是它的將近 20 倍。

這意味著，就算全世界所有的發電廠、核電站、太陽能板、風力發電機全部搬到火星上，并且讓它們持續運轉 1000 年，產出的能量也只夠完成改造任務的 1/20。

圖里舍夫的結論很坦率：以人類目前的文明等級，我們造不出這么多能源。改造火星不是一個技術問題，不是一個氣候問題，歸根結底是一個工業規模的問題。我們知道該怎么做，但我們做不到。

不過論文并沒有以絕望結尾。圖里舍夫認為，我們完全可以先從第三個臺階干起 —— 在火星上建緊湊型溫室，搞局部農業，讓一小群人先活下來。讀過金斯坦利羅賓遜《火星三部曲》的人會對這個場景很熟悉：穹頂之下，紅色沙漠里長出一小片綠。羅賓遜把完整改造火星的時間寫成了幾百年，圖里舍夫的數學告訴我們那遠遠不夠，但這顆紅色星球對人類的吸引力從來不是因為它容易抵達。

火星依然在那里，紅色、荒涼、充滿誘惑。只是通往它的路，比我們想象中更漫長。真正遙遠的，是支撐第二個世界所需的工業能力。

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圖為藝術家想像中火星地球化之后的模樣，圖源：Daein Ballard