定居火星新思路：500万立方公里冰资源成关键建材

2025-12-19 13:57

12 月 19 日消息，科技媒体 Science 于 12 月 16 日发布博文，报道称在美国地球物理联合会（AGU）年会上，哈佛大学研究团队提出新的定居火星可行方案，利用火星丰富的冰资源建造栖息地。
该团队由哈佛大学行星科学家 Robin Wordsworth 带领，他指出火星表面及地下蕴藏超过 500 万立方公里的冰，这为建造防护性栖息地提供了理想材料。

火星北部冰盖，图源：美国宇航局

火星北部冰盖，图源：美国宇航局
研究人员展示了相关模型，表明利用冰建造的结构不仅隔热性能优越，还能有效防御太阳有害射线，有望让未来的火星宇航员居住在类似“冰雪奇缘”的世界中。
IT之家援引博文介绍，火星栖息地的建材主要有两种选择：冰与风化层（尘埃和碎石）。Wordsworth 指出，利用风化层并非理想之选，主要是因为需筛分大量硅、氧元素并经高温熔炼制成玻璃，能耗极高。
相比之下，受地球冰洞启发，研究团队选择了更易获取的冰。前哈佛本科生、现研发中心系统工程师 Rafid Quayum 主导了这项工作，他提出将冰栖息地设计为占地约 1 公顷的穹顶结构，内设居住区与农业区。

图源：AGU 2025 年会官网

图源：AGU 2025 年会官网
数学模型验证了冰结构的实用性。在隔热方面，数米厚的冰层能将内部温度从火星常见的-120°C 提升至-20°C，这一温度虽不温暖，但足以维持冰体稳定。
在结构强度上，通过掺入水凝胶（富含聚合物链）可显著提升冰的抗压性与柔韧性。针对冰在低压下直接转化为气体（升华）的风险，研究团队建议添加防水涂层加以抑制，不过该涂层材料可能初期需从地球运送。
冰栖息地最大的优势在于其独特的光学特性。模型显示，冰层能阻挡大部分紫外线波长，同时允许可见光和红外线透过。这一特性至关重要，既保护了人类免受电离辐射伤害，又引入了对植物光合作用及宇航员生理、心理健康不可或缺的自然光热。
尽管前景诱人，该方案仍面临严峻挑战。首先是工程量巨大，现有能源水平下（相当于国际空间站功率），每天仅能处理约 15 平方米的冰建材。其次，苏黎世联邦理工学院的 Adomas Valantinas 指出，火星频繁的尘暴会覆盖冰层，削弱其透光与隔热优势。
【来源：IT之家】

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