1. 天问一号
今年春晚的《向祖国报告》特别节目，请来了4位航天总师。他们分别代表探月、载人、北斗、探火四大工程向全国人民拜年。
其中火星探测工程时间线刚刚好。2021年2月10日，“天问一号”探测器抵达离火星近地点约400公里，实施刹车制动。
离去年7月23日发射，探测器已在茫茫太空中飞了200多天，总旅程4.7亿公里。此时距离地球近2亿公里。地面上人类的控制指令以光速发过去，接收的平均延迟也有10分钟左右。而这一脚刹车必须非常精准，踩的轻了将与火星擦肩而过（再也回不来了），踩重了可能一头撞上去。
在人们开始准备年夜饭等着看春晚的时候，上百名科研人员集体放弃回家，陪那个遥远的红色星球一起过年。
“天问一号”还有两个同行的小伙伴 —— 阿联酋的火星探测器“希望号”和美国的“毅力号”。就在前一天，2月9号，阿联酋的团队成功实施了刹车操作。带着头巾的阿拉伯小哥们迅速召开新闻发布会，宣布“希望号”率先进入环火星轨道，同时祝愿中国的“天问一号”任务顺利。
几十亿科研经费的投入，两百多个日夜的期待，成败在此一举。中国科研人员要说没有压力，那肯定是骗人的，这个时候没有谁有心思吃地球上的年夜饭了。
2月10号，除夕之夜的前一天，北京航天飞行控制中心指挥大厅传来了“天问一号”成功被火星捕获的消息。历经千辛万苦，跋涉了亿万公里，终于投入了你的怀抱。“天问一号”成为有史以来，中国人的首个人造火星卫星。
图 1: Route to Mars. 蓝色内圈为地球轨道，桔色外圈为火星轨道.（图片来源NASA）
2. 火星探测现状
在太阳系的八大行星当中，人类探测器成功软着陆并传回观测数据的，只有金星和火星。
金星在古代被称为太白金星或启明星，距地球近，非常亮。它的大小、质量、体积与到太阳的距离，均与地球相似，因此最早被怀疑上面有生命。然而现有观测资料表明，金星表面简直是人间地狱，不可能有类似地球生物的生命存在。相比之下，火星环境要友好的多，后面会进一步介绍。
对火星的科学探测，从上世纪六十年代就开始了。第一个掠过火星并传回数据的探测器，是美国的“水手4号”，时间为1965年。苏联人不甘落后，其“火星3号”于1971年成功着陆火星。之后就有多个探测器环绕、着陆火星。
最近几年，中国、美国、欧洲、印度和阿联酋等国家的航天局，都披露了雄心勃勃的火星探测计划。欧洲航天局（ESA），本来说好这次也要发射探测器一起访问火星。也许是欧洲人没有放弃吃年夜饭的精神，发射计划又推迟了。由于地球和火星的相对位置在不断变动，最佳发射窗口错过就要再等两年。
继阿联酋“希望号”，中国“天问一号”火星捕获之后，下一个即将上场表演的是美国的“毅力号”。“毅力号”预定着陆火星的日期为今年2月18日，我们拭目以待。
除了各国航天局这些国家机构之外，一个不可忽视的新兴力量是伊隆·马斯克的SpaceX公司。SpaceX公司研发的可回收重型运载火箭取得骄人成绩，屡屡登上新闻的头条。其实早在2007年马斯克就明确说明，他成立SpaceX的目标是殖民火星，让人类成为星际生物。直到现在，SpaceX获得大量发射订单的同时，仍然不忘初心，一直在烧钱造它的“星际飞船”（Starship）。这个Starship不太好造，目前为止试验结果听到最多的是两个字，爆炸。
失败没有动摇公众对他的信心。马斯克公司的股价一路走高，据最新报道他已成为世界上最富有的人。
3. 我们离火星有多远
为什么这么多国家和机构，花这么大代价要去探测火星？
回答这个问题，首先要问我们离火星有多远。这里的远，不是指距离的远近，而是距离我们人类上去的这一天有多远。马斯克的看法是2025年。
按这个乐观估计，登陆火星指日可待了。相比月球，火星是一颗真正的行星。更为重要的是，人类有可能改造火星环境并在上面长期居住。
我们很多人对太阳系的印象，可能还停留在初中的科学课本。过去课本上的结论大多认为地球是唯一有生命、宜居的星球，所以我们要保护这个赖以生存的家园。这些结论不太严谨，准确说应该是以我们现有的观测手段，目前为止在我们看过的地方都还没有发现像地球生物一样的生命。
火星上虽然也没有发现这样的生命迹象，但它过去可能有过。目前已经确认，火星上存在大量的结冰状态的水。
图 2: Korolev crater. 火星Korolev陨石坑上面的冰盖.（图片来源ESA）
除了地表的固态水外，地下甚至可能存在液态的湖。这些水资源足够未来的移民使用。火星的大气主要成分是二氧化碳。有了阳光、二氧化碳和水，植物就可以生存，从而通过光合作用制造氧气。
由图1可知，火星轨道在地球外面，离太阳更远。因而温度相对较低。白天温度最高28度，到夜晚可低至-132度，平均-52度。但要知道，地球南极的最低温记录是-89.2度，而南极上并不是没有植物和动物。我们应该可以找到某些植物或微生物，能够适应火星上的条件。即使找不到，通过基因编辑，稍微修改一下总是可以的。
从地球去火星，路上需要两百多天。若火星不能给我们提供生活的必需品，那么载人飞船就得带上宇航员往返及逗留期间所有的氧气、食物和水，这显然不太现实。比较合理的路线是，先运大批耐极端条件的种子、机器人和特种设备过去。改造火星环境，搭建基地，生产必要的燃料和物资。一切准备妥当后，再送人上去。
由于火星没有地球一样的磁场，直接暴露在宇宙射线照射之下。短期内人类只能在基地内活动。出门散步必须穿防护服，牵手需要隔着防护手套。这些并非不可克服的困难。总之，即使以目前的条件，移民火星理论上也是可行的。
图 3: Life on Mars. 未来火星生活.（图片来源Space Coast Daily）
六百多年前，明朝的中国有着世界上最强大的舰队，却遗憾地错过了地球上的地理大发现，错过了那个激情燃烧的时代，导致了近代史上屈辱的落后与挨打。今天，人类的航天探索迎来了星际殖民的新时代，中国终于再次同时拥有了实力和机遇。“天问一号”向全世界宣告，这一次，中国人将不再缺席。
— The end —
