当我们谈论太阳系内除地球外人类潜在的目的地时，我们必然会重点关注火星，这不仅仅因为这颗火红色的星球是地球的近邻，而且在自然环境、天气条件、坚实的地面这些必需的宜居环境中，火星的确属于太阳系地外行星的首选。
大家知道，地球的另外一个近邻金星，它太热了，而且还拥有以二氧化碳为主、浓烈和有毒的大气层；水星距离最近，温度不但很高，太阳辐射强度也首屈一指；土星和木星是气态行星，没有可供登陆的地面，大气层非常厚而且有毒，进入其中身体肯定会被压垮；天王星和海王星虽然有坚实的冰质地面可供行走，但是温度非常低，在上面势必会被冻成“冰坨”。
所以，太阳系内就剩下火星，是地球以外唯一可能让我们登陆、且位于宜居带内的行星了。半个世纪以前，人类已经在月球上行走。而且还发射了以旅行者号为代表的，飞越冥王星甚至飞离太阳系的探测器。几十年来，我们已经在火星上发射了众多轨道探测器和着陆器，现在仍然在火星上运行的探测器也有一些，比如早前的洞察号，以及今年登陆的美国毅力号、我国的祝融号火星车，这些火星车定时会给我们传回照片和其它有价值的数据信息。
之所以现在我们人类还没有登陆上火星，关键的原因就是有很多障碍还需要完美地破解，既包括载人远航的技术创新，同时也有人体在星际航行过程中的适应性、对火星自然环境的适应性等因素。归结起来，最关键的三大障碍，分别是漫长的航程、人体在长时间微重力下的适应以及在火星上的艰难生活。
漫长的航程火星与地球的最近距离，有5500万公里，是地球和月球距离的140多倍。而火星和地球间的距离并非一成不变，由于分别在不同的轨道上以不同的速度围绕太阳运行，当二者处在太阳的两侧时，距离达到最大值，约为4亿公里。所以，要想到达火星，最理想的时机就是寻找到距离最近的时刻，来规划最理想的旅行周期。
经测算，从地球到火星的火箭发射容器，大约每26个月才开启一次。最近的一次窗口期是2020年7月，当时地球上的人类共向火星发射了三颗无人探测器（美国毅力号、我国天问一号、阿联酋希望号探测器），都经历了长达6个月的飞行，才在理想的条件下抵达火星。
而且，每26个月的时间窗口，并不会在各个方面都完全一致，从地球向火星发射探测器或者载人飞船，也都有利有弊，而最有利的时间窗口，则每15年发生一次，这也就意味着，从稳妥和成功率来看，我们可能15年才有一次机会。
除此之外，在漫长的星际航行过程中，以现有技术体系来看，火箭推进器的效率发挥着重要作用。从目前来看，我们在火箭发射时，都是依靠化学燃料来推动的，长距离航行必须需要更多的燃料，也就占用了大量空间，这样的话其实不是最佳选择。如果要将人类送往火星，航天器还需要搭载必需的生命支持系统，同时也需要预留一定的人类活动空间，这样的话对于长时间旅行不是最佳的选择。
今后如果要实施载人登陆火星，要想提高效率、速度更快、频次更高，必须改变现有的火箭推进模式，比如核能推进模式，远期以可控核聚变模式等。
人类自身的问题在技术层面以外，长时间的星际航行，人体也将会面临极大的考验。因为人类在几百万年的进化过程中，已经非常适应地球引力作用下的地面生活。在漫长的星际旅行中，如何安全地适应微重力环境是个大问题。
如果长期处在微重力环境中，不仅人们的生活方式和生活习惯将不得不随之改变，而且还会诱发骨质疏松、心脑血管疾病、肌肉萎缩等问题，如果没有系统性的、有针对性地训练，这些问题在长时间的星际航行中，肯定会持续放大，从而极不利于宇航员的身体健康。
好在，在国际空间站以及我国的天宫空间站中，都将宇航员适应微重力作为重点课题进行研究。另外，NASA等国家，也已经在地球上开展火星模拟实验，通过再现长期星际航行、火星表面环境等状态，来训练宇航员们的身体承受能力、突发事件应对能力和心理调节能力。这些，都可以为今后人类登陆火星奠定坚实的基础。
火星严酷的环境除了地球之外，虽然火星是太阳系内潜在的最适于人类生活的行星，但与地球相比，火星的自然环境仍然是十分严酷的。在登陆火星之前，成功降落是到达火星轨道后需要首先要面临的挑战。
载人航天器降落火星，不像无人探测器登陆，必须要有更为安全、更为平稳的着陆方式。因此，在登陆器降落到地面之前，需要辅助一种类似“反向降落伞”的减速装置，像喷气机一样能够提供一个向上的巨大推力，从而在穿越火星稀薄大气层时，起到保护和降低下落速度的作用。
在安全着陆以后，另一个潜在的障碍就是火星的沙尘暴。和月球上一样，火星表面也有大量的尘埃物质，这些物质会在火星气流的带动下，时不时卷起大规模的沙尘。由于火星表面大气稀薄，这些尘埃物质经历的风化、摩擦作用较小，如果用显微镜观察，这些尘埃一般都具有锋利的凸起，不但会成为威胁宇航员健康的主要刺激物，而且还会强烈磨损宇航服，对宇航员的生命安全也将造成很大威胁。
火星上的沙尘暴，而且可能比我们预想地还要严重。比如2018年，美国机遇号火星车，就是由于一场猛烈的沙尘而“牺牲”了。除了对宇航员和探测器造成损害外，剧烈的火星沙尘暴还会严重阻挡太阳光线，从而让那些依靠太阳能供应能量的仪器设备，在一定时间内很难正常工作，这都是致命的。
除了以上三个主要障碍以外，要想将人类送往火星，必须事先向火星运送大量的支撑性设施和货物，来建造可供居住和工作的“基地”，于是新的问题就产生了，大量的物资，得需要很大的航天器来承载运输，而且还得多次往返，如果建造这样的巨型航天器、如何在火星上返回都需要更为先进的技术创新。同时，这些物资设备如何在火星上组装、火星“基地”如何建造等等，都是必须要解决的问题。
从目前的情况看，除了美国以外，我国也向世界公开，力争2030年前实现载人登陆火星的计划，现在还有不到十年的时间。在宏伟目标的背后，需要科学家们争分夺秒，在各个方面做好相应准备。
困难是用来突破的，人类对未知的向往和追求，一直以来都是科学技术和人类文明向前发展的动力，火星在不久的将来，一定会成为人类首先登陆的地外行星，人类更为远大的目标，将是探索更加遥远的星辰大海。
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