要讓一項技術成功，現實必須優先於公關，因為自然是無法被愚弄的。

— 理查·費曼

帕沃尼斯山地下洞穴的入口。HiRISE，2011年

這篇文章的目的，是要說服你我們不該把人送上火星，至少短期內不該。以現有技術登陸火星，將會是一場具有破壞性、浪費至極的噱頭，它唯一留下的遺產，就是毀掉太陽系中最偉大的自然史實驗。它並不會比西元前五百年一名腓尼基水手橫渡大西洋就開啟新大陸，更能開啟太空飛行的新時代。而且，這麼做甚至也沒那麼好玩。

前往火星的前置作業不會像阿波羅計畫那樣，而是會像一長串漫無目的、類似國際太空站的飛行。如果你對國際太空站的主要抱怨是它太刺激、窗外的地球景觀太讓人分心，那你一定會愛上看著小一號的太空站在深空中漂流、做骨質研究的畫面。但如果你覺得火箭、冒險、探索與發現，比起數老鼠身上的腫瘤要有趣得多，那麼這個緩慢又怯懦的火星計畫只會讓你心碎。

想在火星塵土上插一面旗，代價將超過半兆美元^[1]，而且在 2050 年前根本沒有實際登陸的可能^[2]。借用約翰·楊的一句話，要讓這樣的計畫在連續十五屆國會中持續獲得經費，需要的是一連串「持續不斷的奇蹟，中間穿插著天意」^[3]。就像之前的太空梭與太空站一樣，火星計畫將會陷入預算委員會無止盡的重新設計，直到原始提案中的所有邏輯與道理都被榨乾為止。

當那個偉大的時刻終於到來，太空人拍下第一張火星自拍照後，為了防止污染、降低風險而制定的嚴格任務規範，將會讓他們只能依賴那些當初花費鉅資要來取代的機器人。只有那些住在太空船裡、沒讀過任務守則的微生物，才能自由地到外面去閒晃。牠們才會成為火星真正的探險家，如果夠幸運，也會成為第一批殖民者。

這樣的計畫能維持多久，誰也說不準。但如果登陸月球教會了我們什麼，那就是納稅人對撿石頭的熱情是有上限的。以每次任務約一千億美元的代價，加上火星發射窗口每隔一個選舉週期才有一次^[4]，NASA 等於是在玩一種計畫版的俄羅斯輪盤。很難想像在成本或一次意外讓計畫腰斬之前，登陸次數能超過個位數。而當火箭最終退役、進了博物館，人類的火星冒險除了幾塊石頭和一群氣到說不出話的天體生物學家之外，將一無所獲。這在各方面都與探索背道而馳。

極地沙丘，HiRISE，2009年

情況並非一向如此。曾經有那麼一段時間，載人去火星是合理的，那時太空人是昂貴儀器設備的廉價、輕量替代方案，而大家對在火星上發現生命的主要擔憂，是戰利品毛皮能不能塞進太空船。當時還沒有人在太空中待得夠久，久到發現無重力對身體的退化性影響，而且大家普遍認為，不只是探測任務，連太空望遠鏡、氣象衛星這類複雜儀器，都需要常駐人員^[5]。

但過去五十年的微型化與軟體進步，改變了人類與機器在太空中的消長。1960 到 2020 年間，太空探測器進步了約六個數量級^[6]，而長期太空飛行的技術卻沒有。把尿液裡的水煮出來這件事，在 2023 年看起來跟 1960 年沒什麼兩樣，甚至跟 1060 年也差不多。今天的自動化太空船不僅在能力上完全超越^[7]人類太空人，發射成本還便宜了大約一百倍^[8]（雖然很難精確比較，因為太空人自 1972 年以來就哪裡也沒去過^[9]）。

人類與機器之間的不對等是如此懸殊，以至於儘管擁有一座耗資 2500 億美元^[10]的國際太空站國家實驗室，本世紀在太空中的每一項重大發現都來自機器人探測器^[11]。到了 2023 年，我們已經理所當然地認為，只要火箭上載了人，就別指望能完成什麼正事。

至於那座人類太空飛行的瑰寶——太空站本身，則處在一種近乎完美的目的論封閉狀態，它唯一的用途，就是教會它的建造者如何去建造未來像它一樣的太空船。國際太空站的組員大部分時間都在維修那些讓他們活下去的機器，偶爾有空做科學實驗，也往往是在研究太空對他們自己身體的影響。建成 22 年後^[12]，國際太空站依然跟最不成材的研究生一樣，得靠從家裡送來的新鮮食物和乾淨衣物過活。

然而這個以自身為目的的軌道物體，卻也是我們最接近星際太空船的東西。要讓類似的東西展開一趟長達三年的火星之旅，並不會讓工程師們感到熱血沸騰，至少不是以好的那種方式。

春天的火星。那些斑點與深色條紋據推測是與乾冰昇華有關的流動現象。HiRISE，2008年

火星也不是我們當初以為的那個星球。1965 年水手四號傳回的第一批照片令人震驚：沒有田園詩般的運河，只有一個乾燥、布滿坑洞、與月球沒什麼兩樣的荒蕪不毛之地。十年後，海盜號登陸器證實火星是一個冰凍、乾涸、沐浴在致命輻射中的世界，任何未經防護抵達的地球生物，還沒著地就已經死了。

但隨著軌道探測器在 2000 年代陸續抵達，火星又重新亮了起來。地表或許乾燥，但在大多數地方，地表下不遠處就有水冰。動態的地貌特徵暗示有水（或至少是鹽水）正從地下深處流向地表。2020 年，雷達探測在南極冰帽下發現至少兩個冰下湖泊的證據^[13]，強烈暗示地下存在地熱儲層^[14]。而就在本月，一篇發表在《自然》期刊的論文宣布，在埃律西昂平原下方發現了一個活躍的地函熱柱^[15]，讓火星一舉躋身地質活躍天體的 VIP 名單。

來自地面的消息也變好了。2012 年，好奇號探測車在蓋爾撞擊坑著陸，發現自己正對著一個普通的湖床，上面有有機沉積物和一些奇怪的棒狀結構^[16]——要是在地球上發現，我們就會稱之為化石。這個撞擊坑在過去曾有數百萬年適合居住^[17]，而且坑內仍有某種東西在夜間釋放甲烷^[18]。在另一個撞擊坑裡的毅力號，也發現了來源不明的複雜有機分子。

沙丘，HiRISE，2016年

但對火星而言真正令人振奮的消息，是在地球上發現了意想不到的生命。微生物學家長期以來懷疑，已知的約一萬兩千種^[19]微生物只是總數的一小部分，或許還有另外十萬種^[20]「無法培養」的物種有待發現。但當本世紀初新的定序技術問世後，結果顯示物種總數可能高達一兆種^[21]。在隨之而來的基因組淘金熱中，研究人員不僅發現了數十個先前未知的微生物門^[22]，還發現了兩個全新的生命分支^[23]。

這些新技術證實，地球地殼在數公里深處都 inhabited 著一個由地化作用與放射性衰變所滋養、緩慢生活的微生物所構成的「深層生物圈」。其中一群微生物在被封存在沉積岩中一億年後，仍被發現過著好好的日子^[24]。另一群則被發現深埋在海床玄武岩下，與真菌夥伴維持著長期的互利關係^[25]。這個我們才剛開始探索的地下生態系，可能就佔了地球生物量的三分之一^[26]。

我們的生命之樹，約 2016 年。標有紅點的分支是我們一無所知的類群。可能還有另外 1300 個微生物門尚未被發現^[27]。你和我都在右下角。

到了這個地步，在地球上想要< i>找不到生命反而很難。微生物已被發現在雲頂^[28]、核反應爐爐心內部^[29]、以及平流層高空的氣膠中^[30]。細菌不僅能在太空站外殼上存活數年，有時在外頭甚至比在艙內過得更好^[31]。那些長期被認為無菌的環境，像是地中海底部缺氧的鹽水池^[32]，其實微生物豐富得像加油站的熱狗。甚至被困在鹽晶^[33]或南極冰層^[34]中數百萬年的微生物，也顯示出它們能在不喝一杯咖啡的情況下醒來、重新開始代謝^[35]。

我們直到幾年前才注意到地球上 99.999% 的生命，這件事令人不安，對火星也有啟示。尤其是深層生物圈的存在，讓地球與火星之間的宜居性差距縮小到幾乎不存在——火星上很可能至少有一個角落是地球生物可以安家的。這也為生命可能起源於星際感染、也就是一種藉由隕石在早期太陽系中散播的字面意義上的性病這個理論，增添了支持^[36]。如果是這樣，而我們的遠親仍活在火星深處的某個洞穴裡，那麼最糟的尋找方式，莫過於搭著一艘化糞太空船降落。

火星上的塵捲風軌跡。造成那些深色平行線的原因至今不明。HiRISE，2009年

但火星登陸不再合理這個事實，對 NASA 搭著火箭溫室去火星的計畫沒有絲毫影響。事實或許會變，技術或許會變，但有一件事永遠不變——我們就是要用 1950 年代的方式去火星。

要讓 NASA 高層解釋這項任務的目的很難，不是因為他們固執，而是因為他們似乎真心對這個問題感到困惑。我們已經去過月球，而火星就在月球之後。這還有什麼不清楚的？載人登陸可能會與其他形式的探索產生衝突、或是需要為任務提出正當理由這樣的想法，根本沒進入他們的思考。

去年夏天，在一場關於「月球到火星」計畫的記者會上^[37]，一名記者請 NASA 署長比爾·尼爾森用淺白的語言向美國人解釋，為什麼 NASA 想把太空人送上月球和火星。他的回答值得全文引用：

「這就是我會告訴他們的。首先，作為一個物種，我們就是探險家與冒險家。這基本上就是我們命運的實現。但是，在那個探索過程中，我們將會學到新事物、發展出新東西，這將會改善——就像我們的太空計畫一直以來那樣——我們在地球上的生活。

上禮拜我在堪薩斯，和一位種玉米的農夫在一起，我們正即時提供他這塊田和隔壁那塊田土壤含水量的資訊，讓他知道該種什麼。那些儀器顯然，例如可以偵測疾病、偵測森林中的疾病，然後那些森林就會變得容易發生火災。這當然會幫助我們在地球上的生活。而那些都是太空計畫帶來的成果，是我們甚至想都想不到的東西。

但還有更多。當我們在三十年代末去火星時^[38]，想想我們將會對太陽系、對宇宙有多麼更深入的了解，這是因為我們在外太空有許多儀器，其中最重要的就是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。到那時我們或許已經找到一顆我們不必再像下個月要用 DART 嘗試那樣去保護地球的小行星，但我們可能會找到一顆上面有寶貴物質、金屬的小行星，是我們可以開採的。到 2040 年，我們或許已經在宇宙中別處偵測到生命。想想那將會對我們探索的渴望帶來什麼影響。

所以我無法具體回答『火星之後會怎樣？』這個問題。我只知道從現在到那時，我們會知道得多得多。而我們的發現與探索將會持續下去。而一個貼切的比喻是由[副署長]芭維雅·拉爾提出的。當湯瑪斯·傑佛遜派劉易斯與克拉克一路前往太平洋岸時，看看結果帶來了什麼！

我全文引用尼爾森的發言，是因為這是我找到 NASA 對其火星登陸最實質的解釋。^[40]請注意，他提到的那些計畫（全球農業監測、DART、陸地衛星、韋伯太空望遠鏡和 TESS）沒有一個跟載人太空飛行有關，更別說是火星了。這個回答中唯一適用於火星的部分，就是那些關於命運、探索和劉易斯與克拉克的片段（我要強調，他們當時是在尋找一片液態水的海洋）。

如果美國國家海洋暨大氣總署海洋探勘處（預算：2500 萬美元）或美國南極計畫（3.5 億美元）的首長召開記者會，宣布一項要實現人類命運的計畫，他們在日落前就會抱著紙箱被請回家。但我們的太空總署卻被以更低的標準來要求。

如果只是說說也就算了。但 NASA 在 2022 年花在月球與火星計畫上的錢^[41]，已經超過了國家科學基金會的總預算^[42]。而在 2024 年，他們計畫開始發射新太空站「 gateway 」的組件，按照軌道官僚主義的定律，這將使我們在未來數十年都被迫去發明理由去拜訪那個東西。

不知怎麼的，我們已經啟動了史上最大的計畫，儘管它沒有可清楚表述的目的、沒有提供任何好處，還會讓納稅人花掉比一場像樣的戰爭還要多的錢。連吉薩大金字塔的建造者至少都能解釋它是用來做什麼的^[42]。然而這個計畫卻以五角大廈預算般的輕鬆，航行通過了原本僵持不下的體制。現在兩黨總統都把登陸火星列為美國太空政策的正式目標。甚至那些靠著在地球上自動化勞動而致富的億萬富豪，也一致認為火星必須用手工精耕細作的方式來探索。

整件事開始變得詭異了。

志工在猶他州的火星沙漠研究站執行模擬任務（照片：Brian van der Brug）

火星宗教

當你對一個信念堅持到事實與理性都無法動搖它時，你所做的就不再是科學，而是宗教。所以我開始認為，看待我們火星計畫最好的方式，就是把它當成一項以信仰為基礎的倡議。有一小群人真的< i>相信要去火星，就像有些人相信鬼魂或加密貨幣一樣，而這群人對我們的太空計畫有著不成比例的影響力。

在 NASA，信仰呈現為一種貨物崇拜。該機構說服自己，只要夠忠實地重演登月，就會得到一趟火星之旅作為回報，帶回六〇年代初期那種無限的預算、單純的愛國主義與全民的熱切關注。他們發射火箭時懷抱著同樣動人的信念，就像美鐵（Amtrak）拖著空蕩蕩的餐車穿越草原，夢想著鐵路的黃金時代。

在 NASA 之外，火星信仰則帶著更陰暗的色彩。它是超人類主義世界觀的一部分，認為人類要嘛擴散到星辰之間，要嘛滅亡。火星精神領袖伊隆·馬斯克談論著透過讓我們成為多行星物種來「保存意識之光」的必要性。在他看來，火星是我們逃離這個爬滿生存風險的星球的唯一出路。而且光是探索火星還不夠；我們還得把它變成整個文明的備份。不在上面塞滿自給自足的農耕宅男，就等同於人類躺進自己敞開的墳墓。

要把這麼沉重的東西加在一顆小小的岩石星球上，實在是太沉重了。

我認為是時候把關於火星的討論拉回地面，開始把登陸火星當成一項航太工程專案，而不是上帝計畫的實現。但到目前為止，關於火星的公共討論大多只在比誰的火箭更大、哪個億萬富豪能更快把它發射上去。

既然我們已經在為這個計畫付錢，何不更仔細地看看它？火星任務會是什麼樣子、要花多久、最大的技術缺口在哪裡，其實已經相當清楚。我們對火星本身已經了解很多，也有二十年的國際太空站技術報告可供參考。所以，就讓我們來一場好久沒玩過的、老派的宅宅大論戰吧。

在接下來的內容中，我想比我在別處能找到的更詳細地闡述反對去火星的理由。然後我們就可以像以前的太空宅那樣，就事論事地在網路上爭論。

我要提出的論點有三個部分：

1. 研究

太空人凱倫·尼柏格在 2013 年於國際太空站上進行眼科檢查

讓前往火星變得困難的，並不是什麼有趣的太空問題，像是需要更大的火箭，而是人類生理學上那些枯燥的限制。要足夠了解這些限制以確保能抵達火星，需要在低地球軌道之外進行多年的人體實驗^[43]。

特別是，我們需要關於部分重力生理效應的初步資料^[44]，以及對重離子輻射風險更好的估計^[45]。由於圍繞組員安全的核心取捨取決於結果，這些實驗必須在 NASA 定案任務設計之前完成。

除非撥款上出現奇蹟，否則唯一實際能進行這項研究的地方將會是在月球上^[46]。這使得一座可運作的月球基地成為火星登陸關鍵路徑上的一環，意味著 NASA 阿提米絲計畫中的任何延誤或阻礙，都會自動將最早的火星登陸日期往後推。

正是這個研究缺口，使得即使有無限資金，也不可能快速抵達火星^[47]。除非你願意拿組員的安全冒險，否則你就是得看著太空人在月球上拿著蓋格計數器坐上好幾年。

2. 工程

義大利太空人莎曼珊·克里斯托福雷提在 2015 年測試她國家對國際太空站維生系統的貢獻——ISSpresso

火星登陸首要的技術障礙不是推進系統，而是缺乏可靠的封閉式維生系統^[48]。以我們現有的能力，NASA 就連在白宮草坪上讓一組人活過六個月都有困難，更別說在火星圓頂小屋裡活上好幾年。

要填補這個缺口所需的技術計畫，將會是極其自我循環的，除了應用於無重力動物園飼養學之外沒有任何好處。在太空站上回收漂浮動物排泄物的那一堆魯布·戈德堡式裝置，已經花掉了兩倍於其重量黃金的代價^[49]，而在地球上根本沒人想用它——在這裡植物免費就能做得更好。

我會把在太空船裡讓靈長類活下去這件事，比作試圖用葡萄乾來打造一具噴射引擎。兩者都是巨大的工程難題，或許是有史以來最難的，但這並不代表它們是值得解決的問題。在這兩種情況下，困難都源於一個非常具體的設計限制，而在開始施展工程奇蹟之前，這個限制值得被重新檢視一次、甚至十次。

讓維生系統如此棘手的是，所有子系統彼此之間以及與組員之間都會互相影響。根本沒有所謂的維生系統單元測試；你必須在太空中、在模擬目標任務的條件下運行整套系統。維生系統的可靠度工程涉及解開像是「為什麼在第 732 天某個墊片上長出了黏稠物」之類的謎團，然後在下一次運行時祈禱你的修復不會在第 733 天又壞掉。這個過程會不斷重複，直到第一組組員活著回家（算是吧），屆時你才宣告這項技術可靠，然後把香檳冰起來。

與醫學研究不同，沒辦法預測這些試驗可能需要多久。一個典型的探測任務剖面^[50]需要兩種不同的維生系統（太空船用與地表用），它們加起來必須運作約一千天。太空船還必須證明它能在組員待在火星期間休眠，醒來後仍能正常運作。

二十年來對太空站上那套簡單得多的系統的修補，並未讓它們更接近可靠。然而要把人送上火星，我們卻需要讓這些東西像瑞士手錶一樣運作。人類不需要一台能在無重力下運作三年、要價十億美元的大便脫水機，但火星任務沒有它就無法離開地球。

3. 污染

毅力號著陸所留下的殘骸，由機智號直升機於 2022 年 4 月拍攝。

登陸火星的人類將無法避免在著陸點周圍引入一個龐大的微生物生態系。如果有任何從太空船逃逸的微生物找到了火星上可生存的棲位，我們可能永遠無法分辨之後在火星上發現的生物特徵，究竟是原生生命的痕跡，還是來自我們第一個火星茅坑的逃逸者。就像沒戴手套就闖進犯罪現場的粗心鑑識人員，我們將冒著永久毀掉我們前來蒐集的證據的風險。

「沒有污染就沒有探索」會是一句很適合用紅字印在氣閘門上方的話（最好是在把它焊死之前）。污染風險對火星而言是真正的攔路虎，而且你越仔細檢視，問題就越嚴重。在我們確定從太空船到火星適居環境之間沒有任何途徑，或是基於其他理由確信後果無關緊要之前^[51]，火星應該對人類探險家保持禁區。

就連太空人團隊也承認，探索火星與保持其原始狀態是無法調和的活動，就像試圖在無塵室裡鑽油一樣。問題不僅僅是像如何存放十七個月的太空人大便這類實際問題，而是觸及核心：為什麼把一個會漏、裝滿細菌的生態箱帶去火星，會是我們搜尋火星生命的第一步^[52]？太空人到底有什麼了不起的能力，值得我們冒這個險？

懷疑論者指出，地球微生物早已登陸過火星，無論是在機器人登陸器上^[53]還是偶爾的隕石上。但我們將會看到，隨人類組員同行的多樣化微生物群所構成的威脅，在本質上是完全不同的^[54]，而且比起那些緊巴在好奇號這類探測器上的孤單落難者，它們在火星上安頓下來的機會要大得多。

即使你不在乎污染，NASA 依法有義務要在乎^[55]，而這對任務設計有嚴重的後果。這意味著人類的著陸點將會被刻意安排得遠離任何有趣的地方。火星上最具科學興趣的現象（沖溝、反覆出現的斜坡紋線、間歇性的甲烷來源以及地下水）都將對太空人禁止進入。洞穴或熔岩管這類可能庇護生命的地形特徵也是如此。組員住的將不是火星村落，而是類似第四級生物安全實驗室的東西^[56]。而且即使在那裡，他們也必須用遠端方式做實驗室工作，就像今天這樣，這就讓人質疑，我們花費數千億美元把人送去火星，到底買到了什麼。

Ultimi Scopuri 附近的冰。ESA／火星快車號，2022年

這就是我反對去火星的簡要論點：它一開始就需要昂貴的研究，工程上大多是流動廁所的化學問題，而最好的結果就是三十年後，我們可以看著某人從火星上、而不是從帕薩迪納，遠端操作一把刮土鏟。

我能理解人們不想放棄珍視的夢想。但我也有一個珍視的夢想，那就是在有生之年看到太空探索成真。而很難忽視的是，NASA 到 2025 年為止已經花了 930 億美元^[57]卻還沒讓任何人登上月球，這筆錢已經足以^[58]把探測器送往太陽系的每一顆行星，包括那些我們知道擁有液態水海洋的衛星^[59]，以及自航海家二號在 1980 年代匆匆掠過後就再未被造訪過的兩個行星系統^[60]。

也別忘了火星！就我個人而言，我很想知道是什麼造成了反覆出現的斜坡紋線、為什麼蓋爾撞擊坑會有甲烷，以及 2018 年發現的地下湖泊裡是否有東西在游動。軌道探測器已經發現了數十個詭異的洞穴與坑洞，任何一個都值得一探究竟。而火星在地質上仍活躍的發現，應該會激發我們去地下深處尋找生命。遠端探索這些環境並不容易，但無論我們為此發明什麼技術，都將在整個太陽系的任務中帶來回報。

極地沙丘呈現二氧化碳霜與昇華現象，HiRISE，2007年

在這個星球上我們相信科學

我們正處在一個難得的時刻，美國正好處於兩個白象太空計畫之間。國際太空站已接近壽命終點^[61]，而 NASA 與俄羅斯航太之間的緊張關係，讓所有人心中都燃起希望，期待能盡快把它扔進海裡。自尼克森以來，美國人第一次有機會為他們的太空計畫選擇一個更大膽的未來。

一條前進的道路，是建立在過去五十年技術革命的基礎上，用機器人把太空徹底探索一遍。這個未來現在就可以實現。只要把 116 億美元的人類太空飛行預算^[62]重新導向，就足以為噴射推進實驗室增聘人手，從每十年發射一項重大計畫，變成每年發射多個行星探測器與望遠鏡^[63]。那將會是史上最偉大的發現時代的開端。

另一條前進的道路，則會以緩慢、危險而艱難的方式帶我們去火星。這將花上數十年、耗費數千億美元。它需要發展一種孤芳自賞的技術，除了金星之外哪裡也去不了^[64]。而且它還不保證會成功。如果這個計畫有什麼理由比去探索更好，NASA 應該向那些要為此買單的人民說清楚。

NASA 已經花了數十年學習如何在國會這個險惡環境中生存，而這些知識如今正在開花結果。把兩項毫無意義、耗資數十億美元的太空計畫帶給我們的機制，已經再次啟動，要帶我們去火星。就像喬治·盧卡斯準備再推出一部糟糕的前傳一樣，NASA 希望酷炫的太空船與懷舊情懷就足以讓大家忽略他們的故事根本不合邏輯。但無論你多麼真心相信，光靠說謊是去不了火星的。

另一個火星計畫

「僅僅未能實現長期、抱負遠大的目標，並不構成詐欺」
—代表特斯拉的律師，2022年11月

當然，在 2022 年還有一個以伊隆·馬斯克的活動為中心的火星探索替代願景。如果說 NASA 是太空中的美鐵，那麼 SpaceX 就是有火箭的 Fyre 音樂節，一場由宣傳高手領軍的光鮮努力，他承諾只要能把人送到目的地，每個後勤問題都會迎刃而解。

我能怎麼說馬斯克呢？他喜歡火箭和戲劇性場面，而他對每個工程問題的處理方式，就是承諾要用很酷的技術來解決，而且明年第二季就會準備好。這使得技術討論變成了關於伊隆·馬斯克個人特質與成就的辯論——正中他下懷。

SpaceX 造出了一些壯觀的火箭，而他們的活力相較於 NASA 那種靈魂被困在投影片裡的氛圍，確實是令人耳目一新。如果他們的創辦人是別的什麼人，憑著 SpaceX 令人難以置信的成就紀錄，我們就不得不認真看待他們的火星計畫^[65]。但他們的創辦人就是他這個人，而他公開分享的與其說是藍圖，不如說是一張勵志海報。

馬斯克對公司的願景取決於一種名為星艦的可重複使用火箭，它將能做任何事——在太空中加油、重返火星或地球大氣、降落在月球、沖一杯超棒的咖啡。規模經濟將讓這種火箭變得如此便宜，以至於把東西發射到太空的成本，很快就會比把它們留在地球上還低。到那時，搬去火星就只剩下買一艘二手星艦、塞滿魔爪能量飲料和氧氣的問題。

那些困難而不光鮮的火星任務問題——你要怎麼洗襪子？要吃什麼？——在伊隆那裡得不到任何關愛。一旦你超越了「火箭工廠轟隆隆運轉」之後，就沒有計畫了，只剩下一團熟悉的馬斯克式玄虛。火星火箭將由靠陽光供電的自主機器人工廠來加油。它們的組員將由某種電磁手法來屏蔽輻射。維生系統這個太空旅行中最困難的實際問題，「其實非常簡單」。當然，馬斯克也駁斥了微生物污染的問題（我再怎麼強調都不為過，這是由國際條約所規範的），認為它既無可避免也沒什麼大不了。

但 SpaceX 終究是做火箭生意的，不是做動物園圍欄的。而正如任何特斯拉車主都能證明的，慢慢排除一項攸關性命的技術中的錯誤，並不是這位全世界最容易分心的執行長感興趣的事。最終只有兩個組織（俄羅斯航太與 NASA）擁有足夠深厚的維生系統專業，能讓它在長達火星任務時間的航程中運作。SpaceX 要嘛得想辦法與他們合作，要嘛去挖角^[66]他們的專家。

如果你對馬斯克有信仰，那我說什麼也動搖不了它。但如果你注意到他過去承諾中的模式——那個其實只是普通隧道的超迴路隧道、會從自動駕駛車上掉下來的門板、其實只是穿著套裝的人的機器人——那麼或許你會相信，把難題射向太空並不會讓它們變簡單，而我在這裡概述的挑戰，無論火箭上寫的是誰的名字都適用。

無論你站在哪一邊，無論你是馬斯克的粉絲、立場中立的火星狂熱者，還是只是對雙行星生活感到好奇的人，我都邀請你和我一起想像，要讓人類真正在火星沙地上留下足跡，究竟需要什麼、又真正意味著什麼。

下週預告：火星任務的樣貌

註釋

[1] 我稍後會詳細論證這個數字。先想想，每次 SLS 發射就要花 42 億美元，光是開發獵戶座太空艙就花了 200 億美元。而功能上接近火星轉移載具的國際太空站，至今已耗資 2500 億美元。

[2] 這個日期是把研究、設計與測試所需的最短時間，加上我們可能擁有可運作月球基地的最早日期（這是啟動研究的前提）而得出的。我稍後會詳細討論。

[3] 約翰·楊曾指揮首次太空梭飛行；原話的脈絡是他對一種名為「返回發射場」的中止模式的評價，那是一種特別刺激的太空梭中止方案。

[4] 基於軌道力學，火星發射窗口每 26 個月才有一次。我們會在第 1 節討論這點。

[5] 例如，1969 年左右的早期太空站設計假設要在地球同步軌道上容納 50 到 100 名人員。許多早期的太空梭太空人其實是來自空軍「載人軌道實驗室」計畫的轉任者，那是一種空軍在 1970 年代初期差點就要發射的可居住間諜衛星。關於天空實驗室時代的代表性觀點，請見 Weitz，《從太空進行地球資源觀測時人的角色》，doi.org/10.2514/6.1974-250

[6] 例如，水手四號（1965 年）照片大小為 24 萬位元，以每秒 8.5 位元的速度傳回地球。火星偵察軌道器（2005 年）上的 HiRISE 相機——本文大多數照片的來源——所拍的照片為 28 Gibit，以高達 4 Mbps 的速度傳回地球。

[7] 我知道，沒有機器人能在凝視戴摩斯衛星邊緣上跳舞的陽光時反思崇高之類的事。但在「翻開火星上這塊石頭看看底下」或「飛過這個噴流並取樣」這類任務上，機器人表現得非常出色。

[8] 例如，比較一下到 2025 年為止在阿提米絲計畫上花費的 930 億美元，與蝮蛇號（VIPER）月球車 4.35 億美元的計畫成本，或是《2033 年載人火星任務評估》中估計的 2640 億美元火星登陸成本與火星科學實驗室／好奇號探測車的 35 億美元成本。（以 2022 年幣值計算）

[9] 阿波羅十七號於 1972 年 12 月 14 日從月球起飛。這是人類最後一次踏出低地球軌道。

[10] NASA 在 2010 年給出的國際太空站總成本為 1500 億美元；將此數字依通膨調整並加上 12 年的營運成本（每年約 30 億美元），總和正好接近四分之一兆美元。

[11] 2000 年後由太空船完成的一些重大發現：

• 克卜勒發現超過 2600 顆系外行星
• 好奇號發現火星曾經適居
• 哈伯望遠鏡發現高紅移（z > 8）的星系
• 卡西尼號在土衛二上觀測到水柱與有機分子
• 惠更斯號登陸泰坦
• 火星快車號發現火星地下湖泊
• WMAP 與 普朗克高精度測量宇宙背景輻射
• 新視野號飛掠冥王星
• 曙光號在灶神星上發現水
• 羅塞塔號讓我們首次近距離觀察彗星
• 蓋亞號繪製銀河系地圖

相較之下，NASA 官方列出的國際太空站突破包括「從獨特視角監測我們的星球」、「讓學生使用軌道實驗室」以及「對自然災害作出回應」。

[12] 國際太空站的第一個艙段於 1998 年發射；此處從首批常駐組員於 2000 年 11 月抵達起算。

[13] 這個結果極具爭議，因為周圍岩石的溫度應該遠低於即使是過冷鹽水能以液態存在的程度。反對論點認為那些明亮的雷達反射必定是地質構造而非水。然而，近期證據為冰下湖泊理論提供了獨立支持。

[14] 關於此點及可能的加熱機制討論，請見 Sori, M. M., & Bramson, A. M. (2019). Water on Mars, with a grain of salt: Local heat anomalies are required for basal melting of ice at the south pole today. Geophysical Research Letters, 46, 1222–1231. doi.org/10.1029/2018GL080985

[15] Broquet, A., Andrews-Hanna, J.C. Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars. Nat Astron (2022). doi.org/10.1038/s41550-022-01836-3

[16] Baucon, Andrea, et al. "Ichnofossils, Cracks or Crystals? A Test for Biogenicity of Stick-Like Structures from Vera Rubin Ridge, Mars" Geosciences 10, no. 2: 39. doi.org/10.3390/geosciences10020039

[17] E.B. Rampe, D.F. Blake, et al. Mineralogy and geochemistry of sedimentary rocks and eolian sediments in Gale crater, Mars: A review after six Earth years of exploration with Curiosity, Geochemistry, Volume 80, Issue 2, 2020. doi.org/10.1016/j.chemer.2020.125605.

[18] Moores, J. E., et al. The methane diurnal variation and microseepage flux at Gale crater, Mars as constrained by the ExoMars Trace Gas Orbiter and Curiosity observations. Geophysical Research Letters, 46, 9430–9438. doi.org/10.1029/2019GL083800

[19] Chun, Jongsik, Rainey, Fred A., Integrating genomics into the taxonomy and systematics of the Bacteria and Archaea. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, VO 64. doi.org/10.1099/ijs.0.054171-0

[20] Kennedy, A.C., Smith, K.L. Soil microbial diversity and the sustainability of agricultural soils. Plant Soil 170, 75–86 (1995). doi.org/10.1007/BF02183056

[21] 微生物生物多樣性總量的估計取決於一連串建模假設。參見 Lennon and Locey, Scaling Laws Predict Global Microbial Diversity (2016) doi.org/10.1073/pnas.1521291113 以及 More support for Earth’s Massive Microbiome (2020) doi.org/10.1186/s13062-020-00261-8

[22] Yarza, P., et al. Uniting the classification of cultured and uncultured bacteria and archaea using 16S rRNA gene sequences. Nat Rev Microbiol 12, 635–645 (2014). doi.org/10.1038/nrmicro3330

[23] 具體而言，一種稱為 DPANN 的古菌，以及細菌中的「候選門輻射」（Candidate Phyla Radiation）。參見 Cindy J. Castelle, Jillian F. Banfield, Major New Microbial Groups Expand Diversity and Alter our Understanding of the Tree of Life, Cell, Volume 172, Issue 6, 2018. doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.016.

[24] Morono, Y., et al. Aerobic microbial life persists in oxic marine sediment as old as 101.5 million years. Nat Commun 11, 3626 (2020). doi.org/10.1038/s41467-020-17330-1

[25] Bengtson, S., et al. Deep-biosphere consortium of fungi and prokaryotes in Eocene subseafloor basalts. Geobiology, 12: 489-496. doi.org/10.1111/gbi.12100

[26] 就像所有與深層生物圈有關的事一樣，生物量的估計差異可達數個數量級。

[27] Yarza, P., et al. Uniting the classification of cultured and uncultured bacteria and archaea using 16S rRNA gene sequences. Nat Rev Microbiol 12, 635–645 (2014). doi.org/10.1038/nrmicro3330

[28] Tina Šantl Temkiv, et al. The microbial diversity of a storm cloud as assessed by hailstones, FEMS Microbiology Ecology, Volume 81, Issue 3, September 2012. doi.org/10.1111/j.1574-6941.2012.01402.x

[29] Petit, Pauline C. M., et al. Direct Meta-Analyses Reveal Unexpected Microbial Life in the Highly Radioactive Water of an Operating Nuclear Reactor Core Microorganisms 8, no. 12: 1857. doi.org/10.3390/microorganisms8121857

[30] DasSarma, Priya, et al. Earth's Stratosphere and Microbial Life Current Issues in Molecular Biology 38, no. 1: 197-244. doi.org/10.21775/cimb.038.197

[31] Fujiwara, Daisuke, et al. Mutation Analysis of the rpoB Gene in the Radiation-Resistant Bacterium Deinococcus radiodurans R1 Exposed to Space during the Tanpopo Experiment at the International Space Station. Astrobiology. Dec 2021. doi.org/10.1089/ast.2020.2424

[32] Steinle, L., et al. Life on the edge: active microbial communities in the Kryos MgCl2-brine basin at very low water activity. ISME J 12, 1414–1426 (2018). doi.org/10.1038/s41396-018-0107-z

[33] Vreeland, R., et al. Isolation of a 250 million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal. Nature 407, 897–900 (2000). doi.org/10.1038/35038060

[34] 關於在 800 萬年歷史的冰中發現的可存活微生物，請見 “Fossil genes and microbes in the oldest ice on Earth doi.org/10.1073/pnas.0702196104

[35] Fang J, et al. Predominance of Viable Spore-Forming Piezophilic Bacteria in High-Pressure Enrichment Cultures from ~1.5 to 2.4 km-Deep Coal-Bearing Sediments below the Ocean Floor. Front. Microbiol. 8:137. doi.org/10.3389/fmicb.2017.00137

[36] 相關討論請見：Nicholson, W.L. (2020). Spore-Forming Bacteria as Model Organisms for Studies in Astrobiology. doi.org/10.1002/9781119593096.ch13

[37] 完整影片請見 https://www.c-span.org/video/?522488-1/nasa-holds-briefing-moon-mars-program

[38] 歐巴馬原本指示 NASA 在 2033 年前登陸；尼爾森表示，現在最早的火星登陸時間是 2030 年代末或 2040 年代初。

[40] 這是一場 1992 年「為何去火星？」會議所提出的理由：人類演化、比較行星學、國際合作、技術進步、啟發、投資。請注意，其中只有前兩項與火星有任何關聯。

[41] 2022 年，NASA 在探索（月球到火星相關）上花了 67.9 億美元，在太空營運（營運國際太空站）上花了 40.4 億美元。來源：https://www.planetary.org/space-policy/nasas-fy-2022-budget

[42] 國家科學基金會在 2022 年的預算為88 億美元。

[43] 更精確地說，是在地球磁層之外，它阻擋了我們需要研究的大部分輻射。

[44] 關鍵問題是，火星重力（0.38g）是否足以阻止我們在無重力狀態下看到的那類退化過程。

[45] 目前的最佳估計是，一名 40 歲女性在為期 940 天的火星任務中，因累積輻射暴露而死亡的風險介於 3% 至 21% 之間（95% 信心水準）。參見 Cucinotta et al., Acta Astronautica, Volume 166, 2020. doi.org/10.1016/j.actaastro.2018.08.022。

[46] 我會在關於人造重力的章節中討論，為什麼為此目的建造旋轉太空船是不切實際的。

[47] 川普實際上曾向 NASA 提出這個提議，而 NASA 明智地拒絕了。

[48] 火星任務先天上並不一定需要封閉式維生系統，但 NASA 將其視為必要條件。就實際而言，你至少得回收水。

[49] 目前國際太空站上環境控制與維生系統（ECLSS）組件的總質量為 1776 公斤，估計開發成本為 2 億美元，相當於每公斤 11 萬美元。撰寫本文時，金價為每公斤 5.8 萬美元。

[50] 我稍後會談到四種基本的任務類型。這裡假設的是長期地表停留任務，但論點適用於其中任何一種。

[51] 讓這個問題變得無關緊要的一種方式，就是盡早、盡量地污染火星，這使得馬斯克那種盡快在地表大量投放貨物的計畫顯得特別犬儒。

[52] 除了最初的海盜號登陸器（我稱之為第 0 步）之外，還沒有任何任務在火星上搜尋過生命。

[53] 海盜號登陸器是送往火星的物體中最乾淨的；後續的登陸器與探測車只做了快速擦拭。參見 Fairén et al. “Searching for Life on Mars before it is too late” Astrobiology. Oct 2017. doi.org/10.1089/ast.2017.1703

[54] 我會在關於微生物的章節中討論，為什麼微生物群落比單一個體的適應能力要強大得多。

[55] 避免污染的要求是 1967 年《外太空條約》中的一項條款。詳細準則由一個名為 COSPAR 的國際機構制定。

[56] 想了解探險家的生活會受到何種限制，請見 Bobskill, et al. "Human Mars Mission Surface Science Operations." In SpaceOps 2014 Conference. doi.org/10.2514/6.2014-1620

[57] 參見 NASA’s Management of the Artemis Missions, Office of Inspector General (IG-22-003)

[58] 粗略來說，探索一個行星系統的探測器約需 50 億美元，而較小的任務約需 10 億美元。

[59] 擁有液態水的衛星包括木衛三、歐羅巴、卡利斯多與土衛二，最近還意外加入了第五個候選者——土衛一。

[60] 航海家二號於 1986 年飛掠天王星、1988 年飛掠海王星，那之後我們就再也沒見過它們了。

[61] NASA 計畫在 2031 年讓國際太空站脫離軌道，但俄羅斯航太表示他們會在 2024 年退出。

[62] 我根據 2023 年 NASA 預算請求計算此數字，其中為「月球到火星」相關項目編列 74 億美元，為國際太空站編列 42 億美元。

[63] 作為參考，請考慮這些任務的成本：歐羅巴快艇（50 億美元）、火星科學實驗室／好奇號火星車（32 億美元）、或羅曼太空望遠鏡（32 億美元）。

[64] 似乎沒人想去金星，但在其大氣層高處的環境卻出奇地溫和（約 55 公里高處為 0.53 大氣壓、27°C）。關於一個很酷的金星飛艇任務，請見：https://ntrs.nasa.gov/citations/20160006329

[65] 我假設那些經營 SpaceX 的成年人有一個更務實的火星計畫，是他們藏在馬斯克不知道的房間裡的。這裡我只談馬斯克的版本。

[66] 我願意付大把美國納稅人的錢，只為能偷聽那場有人試圖說服資深終身文官去為伊隆·馬斯克工作的會議。