上世紀70年代，人類實現了載人登月。但直到今天為止，人類登上火星的計劃都沒有實現。地球到火星的最近距離約為5500萬公里,最遠距離則超過4億公里。所以，從地球到火星的往返時間非常漫長，利用最合適、最節約的能量發射窗口，每26個月才能有這樣的一次機會。
目前，只有無人探測器曾在火星表面著陸，而火星表面著陸也是非常復雜的，比在地球和月球表面著陸都要更難。因為火星的大氣密度只有地球的1%，所以在火星表面著陸要結合防熱盾、降落傘和反推火箭等等幾種技術組合。所以，直到今天為止，只有美國和中國“祝融”號曾經成功在火星表面軟著陸，并且開展科研活動。到目前為止，人類送上火星表面最大的物體就是“毅力”號火星車，重量只有一噸多。未來更大的載人飛船，可能重達十幾噸到幾十噸，要在火星表面著陸，仍然沒有解決需要驗證的技術。
火星沒有稠密的大氣層，也沒有磁場進行保護。在人類飛向火星的過程中、在火星表面，如何有效地進行防輻射，成為目前人類需要解決的難題。但這些方面都屬于技術問題，而最大的問題在于目前人類往返火星過程的巨大投入。即使是單次地火人乘組的往返，它整個工程規模和投入都要超過目前的國際空間站，達到幾百億甚至上千億美元量級，目前各個國家還沒有這樣的預算來完成，因此，未來人類一定要通過大規模的國際合作才能夠實現登上火星往返的目標。
吸取過去“阿波羅”飛船的教訓，我們不能只登陸一次火星就返回地球,一定要建立持續有人長期駐留的火星基地，才是我們真正目標。
在這個過程中，我們有兩方面技術必須發展，一類就是在火星表面的原位資源利用技術，火星大氣中的二氧化碳、水資源，以及火星表面的土壤巖石等等為我們構建火星基地提供最多的原料，盡量減少從地球運送物資補給的負擔。
除此之外，我們要利用太空高功率兆瓦級以上的核反應堆，通過發展核熱推進技術以及核電推進技術，降低從地球和火星之間往返的飛船規模。
科學家曾經做過這方面研究，利用核熱和核電推進技術，使地火往返飛船的規模降低到使用常規化學推進飛船的1/4。所以說，飛船要帶有兆瓦級以上的核反應堆，而且可重復使用才能夠有效地降低成本。
未來，人類“征服”火星建立永久性的火星基地后，還會向更深遠的天空進發。這個過程要更先進的技術，比如通過受控核聚變技術，人類可以掌握更強大的太空推進發動機，使得飛向木星、火星這樣遙遠天體，不需要像現在這么長的時間。
專家簡介
楊宇光，中國航天科工集團二院研究員，國際宇航聯空間運輸委員會副主席。
出? ?? 品：中國科協光明網
監?? ? 制：戰? 釗
策??? ?劃：宋雅娟
科學顧問：楊宇光
編??? ?導：宋雅娟 武玥彤
攝??? ?像：肖春芳
后期制作：光明網科普事業部
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