地球在距离太阳约1.5亿公里的椭圆轨迹上缓缓转动，它是太阳系中的一颗蓝色宝石。而在遥远的宇宙深空，火星像一颗赤色的孤星，位于太阳系的另一端，它的轨道平均距离太阳2.28亿公里，是一个扁平的椭圆。当地球绕日运转至最远端的远日点，而火星恰好接近太阳的近日点，且两者位于太阳的两侧，它们间的距离最远可达到5460万公里。

然而，考虑到这样的巧合极为罕见，通常我们计算的地球与火星间的平均最近距离约为7830万公里。二者的运动速度也不同，我们的地球年是365天，而火星绕太阳一圈则需要687个地球日。这样的不同步使得地球并不能总是与火星保持最近的距离，当它们分处于太阳的两侧时，直线距离甚至能扩大到4.01亿公里。

光的传播速度约为每秒299792公里，这意味着从地球向火星发射的无线电信号至少需要187秒才能抵达火星表面，而当两者最远时，信号传递则需要长达1342秒，也就是22.4分钟。

当前的飞船技术无法达到光速，加之地球与火星公转的角速度不同，因此不能直线飞向火星。我们必须在距离地球与火星极远的位置发射火箭，通过逐渐逼近火星轨道，最终在预定的地点与火星相遇，并被火星的引力所吸引。这不仅要求我们具备复杂的轨道计算能力，还需要消耗大量的燃料，并经过漫长的旅程。

那么，我们飞向火星究竟需要多久？根据美国宇航局戈达德太空飞行中心的分析，我们至少需要9个月的时间才能到达那片荒芜之地。这并非意味着我们可以在地球与火星最近时发射火箭，而是需要提前9个月（这样的发射窗口每26个月才出现一次）。

在这9个月的时间内，地球需要绕太阳走完3/4的距离，而火星则需完成大约1/3的旅程，而飞船则需飞行约8亿公里。

面对漫长的太空旅程，宇航员们将会遇到哪些挑战？

美国、欧洲和俄罗斯已经向火星发射了多个探测器，但人类宇航员并非冷硬的机器，我们必须重视他们在太空中的生存问题，这是一个错综复杂的议题。因此，本文只探讨其中最关键的问题。

首先，宇航员们将面临致命的深空辐射挑战，而非食物或生理需求。

深空并不像我们想象的那样空旷，那里充满了各种致命的辐射。除了来自太阳表面的高能辐射，还有银河系深处的各种强电磁辐射和高能粒子。银河系宇宙射线是由超新星爆炸等极端事件加速到极高速度的质子和原子核，它们能够对航天器的电子设备造成损害，破坏细胞的DNA，增加癌症或其它疾病的风险。

根据好奇号火星探测器的测算，宇航员在这样的旅途中所受的辐射剂量约为0.66西弗特，足以引发致命的癌症风险。而地球上的普通人所接受的正常辐射剂量只有10微西弗（0.00001西弗特）。这还仅是单程旅行的辐射剂量，尚未考虑宇航员在火星的出舱活动和返回地球的漫长旅程所受的辐射。

那么，为何地面和国际空间站是安全的？国际空间站上的宇航员长期在太空工作，为何未见他们普遍患癌症？

答案在于地球的磁场。地球的核心是固态铁核，外层则是液态铁的海洋。地心与地幔的微小转速差异导致了“发电机现象”，在地球周围形成了一个巨大的磁场。正是这磁场的偏转作用和大气层对辐射的吸收，保护了我们免受宇宙射线的伤害。国际空间站距离地面仅400多公里，也在地球的“磁盾”保护范围内。相比之下，深空飞船的防护措施几乎是不可能实现的。

其次，漫长的旅行会带来心理问题和其它健康风险。

一些国家已经进行了“火星生存”的实验研究，模拟一个密闭环境，让志愿者在里面生活和工作数月。但宇宙飞船的空间远不如这些实验场所宽敞，宇航员们将被迫在狭小的空间内度过漫长的9个月甚至更长时间。强烈的宇宙射线可能损害他们的大脑，狭小的居住环境和未知的未来可能影响他们的情绪，甚至摧毁他们的意志力。

微重力环境对宇航员的身体机能有负面影响，这一点从国际空间站的医学研究中得到了证明。NASA对返回地球的宇航员的体检发现，30%的人出现视觉问题。研究认为，这些问题可能源于头骨内部压力的增加，脑脊液在太空中比在地球上更多地流入头部，增加的大脑压力沿着视神经移动，压迫眼球后部，造成永久性伤害。

最后，低轨道飞行与深空旅行是完全不同的概念。

人们可能会误认为，既然人类能够将宇航员送上太空站，那么将他们送去火星也应是轻而易举。但事实并非如此，低轨道飞行与脱离地球引力的深空旅行存在巨大差异，面临许多亟待解决的问题。

例如，俄罗斯和美国每年都需要向国际空间站发射载人或货运飞船。载人飞船在替换宇航员的同时，也为他们提供心理安慰，一旦出现问题，他们能够尽快返回地球。而货运飞船则为宇航员提供源源不断的生活物资，使他们能够享受到尽可能新鲜的食物、充足的饮用水，甚至能洗澡和换洗衣服。

相比之下，深空旅行无法做到这些。宇航员需要携带足够两年的食物和淡水，他们甚至无法洗澡，飞船内部的气味也令人不悦。由于飞船的循环系统无法做到足够大，一旦有人生病，整个团队将陷入困境。

我们不能天真地以为可以在飞船上种植粮食。即便你辛勤劳作，所种的粮食也可能很快就被吃完。太空种植粮食的成本和所需的空间资源都非常高昂，远不如携带足够的食物。

在火星上生存又是如何呢？

火星是一个与地球截然不同的星球，寒冷、荒芜，没有磁场，大气稀薄，气压极低，空气缺乏氧气，地表没有水，土壤有毒，不具备人类生存的基本条件。人类若想在火星上立足，必须首先考虑如何生存。这些问题我们将在后续文章中为您详细分析。

总之，尽管美国计划在2035年实现宇航员登陆火星的目标，但这一计划面临着诸多技术和生存问题。即便是在未来十年内人类能够制造出深空火箭和飞船，围绕宇航员生存的一系列挑战仍将悬而未决，科学家们需要投入更多时间进行研究和实验。

目前，在火星等深空中使用机器进行探测可能比人类亲自前往更为合适。地球强大的磁场为生命提供了生存空间，我们应心怀感激。利用空间站开展空间科学研究，用机器人作为探测先驱，是目前正确的策略。

尽管人类总有一天会离开地球，探索更遥远的宇宙，但太空探索必须遵循科学规律，一步一步进行。这一探索过程不能被商业宣传或政治口号所取代，而需要科学研究的扎实进展。

科学事业严肃而细致，容不得半点轻率和疏忽，否则将付出沉重代价。