火星作為現今最適合移民的星球，爭先被各國探索。面對送人上火星這個大課題，首先要確定的就是旅程不能只有單程票。因此，火箭設計的時候就應該預留好回程所需的燃料以及物資，尤其是燃料。

因為要飛回地球，飛船首先要脫離火星引力再飛回地球的引力範圍，而脫離火星引力時需要的加速度所消耗的燃料是非常巨大的，無異從地球飛往火星時所用的燃料量，這對運載力是個巨大的挑戰。

侷限於火箭技術，導致火箭的燃料推動力只能確保單程的用量，著陸火星以後即便燃料還有剩餘，但剩餘的燃料也很難確保火箭能再飛回地球。

所以現在說要載人去火星，無疑都是有去無回。

未來的宇航員該如何從火星返回地球？

為解決燃料問題，最好的辦法就是在火星找到燃料源。最可能的方案是他們可以利用火星上已經存在的甲烷製造火箭燃料。

早在數年前，科學家就以發現在火星有大量甲烷存在，但並未發現甲烷產生的源頭。

除在火星開採甲烷之外，根據最新實驗表明，還可以利用火星的其他物質製造甲烷。

SpaceX的伊隆馬斯克和工程師提出並設計了一種新的方案，製造了一種行動式系統，可以生產基於甲烷的火箭燃料。

他們希望這可以使從火星返回的旅程更加可行。

他們考慮利用火星上冰與大氣中的二氧化碳和地下的水來產生甲烷所需的碳和氫。

帶註釋的區域是NASA航天器發現近地表水冰的地方，這對於宇航員來說很容易挖掘。

由於先前的研究發現，火星上有大量的冰塊，而美國宇航局的鳳凰號著陸器也發現，在過去的幾百萬年中，行星的北極平原上覆蓋著一層液態水。

因此，從理論上講，未來的宇航員可以使用此技術來將火星上的本土物質（如冰和二氧化碳）轉化為用於返回地球的火箭燃料。目前，這種新方法僅在實驗室中進行了測試。

實驗過程

國際空間站已經使用類似的兩步過程將水轉化為可呼吸的氧氣。加州大學爾灣分校研究的關鍵是，它引入了一種鋅催化劑，該催化劑繞過了水的合成過程，並將化學反應簡化為一個步驟，高選擇性將二氧化碳有效地轉化為甲烷。

根據《美國化學學會雜誌》上發表的研究，這將使任何已完全開發的燃料發電系統更加緊湊，並且更易於運輸到火星和其他地方。

問題在於當今許多運載火箭都不使用基於甲烷的火箭燃料，因此該過程必須與未來的推進技術相容。

好訊息是，基於甲烷的燃料相比於其他型別的燃料而言，如液氫燃料，具有許多的優勢。液氫燃料會在火箭發動機中留下碳殘留物，這需要清洗，但在火星上很難完成。

現在已經有一些公司開始開發和使用基於甲烷的火箭燃料。例如，SpaceX的Starship的Raptor發動機，Blue Origin的BE-4發動機和Firefly Alpha都在使用甲烷燃料。

還記得20年1月份，馬斯克的SpaceX 就打算在 2050 年之前用火箭將 100 萬人送上火星，並在火星建立人類的第二根據地。

馬斯克只有依靠 SpaceX 公司最新研發的 Starship，才可以在30 年內達成這一堪稱宏偉的目標。雖然在該技術全面普及之前，還需要進行大量實驗和研究，但結果還是很值得期待的。

為能保證宇航員可以在火星長期，氧氣同樣是需要解決的問題。

鳳凰號火星車在火星土壤中發現了稱為高氯酸鹽的化合物，它們的作用類似於防凍劑，可將水的冰點降低至正常溫度以下。

因此即使在火星表面的寒冷溫度下，含有水和高氯酸鹽的鹽水也可能保持液態。基於這個特性，美國的研究人員為從鹽水中獲得氫和氧開展了一系列實驗。

他們開發了稱為釕酸鉛燒綠石電催化劑的材料，可以在火星表面的超低溫下，幫助電解高氯酸鹽鹽水，產生超純淨的氫氣和氧氣。

這種電催化劑也可以在地球上使用。例如，當潛水艇中氧氣含量有限，周圍遍佈鹽水時，則可以虹吸一些鹽水並將其分解以獲得新鮮的氧氣。

最後

世界的進步離不開瘋子，伊隆馬斯克的火星狂想曲正在逐步實現。其實現了回收火箭技術，一個航天史上里程碑式的進步。以私人企業的力量，從世界各國的嘴裡搶到了航天領域的這塊肥肉。一旦馬斯克成功登陸火星，各個國家的歷史教科書就得重新書寫。就我個人而言，還是很期待馬斯克開動火星版的“五月花號”，使人類從星球文明進化為星系文明。