本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
正如新闻周期的方式一样，近几天我们又开始听到关于在火星上建立人类定居点的计划。几年前，这个想法成为了焦点，因为像现已解散的 “火星一号” 这样的项目，不知何故吸引了 20 万人表达了对这个将是一场前往红色星球的终身旅行的兴趣。我们也看到了埃隆·马斯克的愿景，即 SpaceX 将如何最终通过永久性地在火星上定居来提供人类的“后备计划”。
上周，马斯克再次提出了这个想法，以典型的挑衅方式，谈到到 2050 年将 100 万人送往火星，每天至少发射三艘星舰（并储备 1000 艘这种巨型飞船以备调用）。他还提出了向有志成为火星定居者的人提供贷款的可能性，使他们能够支付这个机会的费用。当然，对于许多观察家来说，这也引发了关于那些“在地球外的殖民地寻求新生活”的人的契约奴役的讨论，套用一句 1982 年电影《银翼杀手》中的名言。
但是，无论您如何看待马斯克的声明或他的业务，在火星上建立人类定居点都存在一些非常严重的科学障碍（并且完全公开，我拥有少量特斯拉股票，并且我非常钦佩他对地球变革以及太空发射业务的远见和动力，但我也对有些人仅仅因为积累了大量现金就受到认真对待感到有些警惕）。
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其中一个障碍是辐射。由于我不太清楚的原因，与其他与火星大气层（类似于在离地面 30 公里处无氧气）、温度、自然资源（水）、令人讨厌的表面化学物质（高氯酸盐）和较低的表面重力加速度（地球上的 1/3）有关的问题相比，这个问题往往被搁置一旁。
但实际上，我们从 辐射评估探测器 (RAD) 中获得了关于火星（以及前往火星的途中）辐射情况的相当好的数据，该探测器自好奇号探测器从地球发射以来就一直与它同行。
最根本的是，火星上极其稀薄的大气层以及缺乏强大的全球磁场，导致了复杂而强大的粒子辐射环境。有较低能量的太阳风粒子（如质子和氦核）和更高能量的宇宙射线粒子一直撞击火星。例如，宇宙射线还会产生大量的二次辐射——撞击火星风化层至数米深，然后撞击土壤中的原子核，产生伽马射线和中子辐射。
Hassler 及其同事在 2014 年发表在《科学》杂志上的 一项分析指出，一次人类探险，在行星际空间总共停留 360 天，加上在火星本身停留 500 天，将使宇航员暴露于略高于 1 西弗特的辐射中。现在，从统计学上来说，这不算太可怕。它会使您在一生中患上致命癌症的几率增加约 5%。
然而，如果我们只考虑火星上的剂量，那么按地球年平均计算的暴露率是美国能源部辐射工作人员允许的最大年暴露量的 20 多倍（基于年暴露量）。
而这还只是一次性旅行。现在想象一下，您是一名定居者，也许 20 多岁，计划在火星上至少生活（您会希望）另外 50 个地球年。在火星上的总终生暴露量？可能高达 18 西弗特。
现在这有点进入了未知领域。例如，如果您一次性接受 8 西弗特的辐射，您就会死亡。但是，将这 8 西弗特分散在几十年内可能是完全可以存活的，也可能不是。火星上的 RAD 测量结果也与低水平的太阳粒子活动同时发生，并且随着大气压力的变化而变化很大（这在火星上每年都会发生）。
当然，您不必将所有时间都花在火星表面之上。但您需要在您上方放置几米厚的风化层，或者住在一些深洞穴和 熔岩管 中，以躲避最严重的辐射。然后还有一些与癌症无关的风险，我们才刚刚开始了解。具体而言，有 证据表明神经功能 对辐射暴露特别敏感，还有我们基本的微生物组及其如何应对长期、持续的辐射损伤的问题。最后，正如 Hassler 等人讨论的那样，火星辐射环境的“风味”（暂且借用这个词）与地球上的辐射环境截然不同，不仅以极端值衡量，而且以其构成衡量，其组成成分与地球表面不同。
换句话说：在最坏的情况下（这可能不一定是现实的推断），您最终可能会在火星上死亡或变笨。或者两者兼而有之。
一小群宇航员不断受到监测、建议和培训，以优化他们在火星上的时间（无论是短暂的还是长期的），与一百万渴望成为先驱的定居者之间也存在真正的差异。“可能会出什么问题？”这句老套的话涌上心头。
显然，没有人，即使是胆大妄为的 SpaceX，也会在不担心所有这些问题的情况下就将人类大规模地安置在火星上。但我认为，辐射障碍究竟会成为多大的挑战，以及所有其他障碍，这仍然是一个悬而未决的问题。