改造一颗行星需要多少材料？NASA喷气推进实验室的物理学家图里舍夫最近算了一笔账，答案是：大概需要拆掉一颗卫星。

火星的大气压只有地球的不到1%，气温平均零下60多度，地表几乎是真空。要让人类在火星上不穿宇航服活下来，得先往大气层里灌入海量的气体，把气压提上去。图里舍夫算出，哪怕只把火星大气压提高1毫巴（仍然远远低于地球的1013毫巴），需要注入的气体总质量就接近3.89万亿吨。这个数字，差不多等于火星的小月亮火卫二的全部质量。

而1毫巴只是刚刚起步。图里舍夫在论文中列出了改造火星的五个台阶。

第一个台阶就是火星现在的样子：极寒、近乎真空，没有重型生命维持系统根本活不了。第二个台阶是把气压提升到水的“三相点”，也就是大约6.1毫巴、0摄氏度。三相点是一个很特殊的状态，在这个温度和压力下，水可以同时以冰、液态水和水蒸气三种形式存在。到了这一步，火星表面才有可能短暂地出现液态水。

第三个台阶务实得多：不改造整颗星球，而是在局部建造巨型温室，在里面种庄稼。有趣的是，火星反而比地球更适合建温室。温室内部气压大约100毫巴，远高于外面的近真空环境，这个内外压差反而能帮助撑起穹顶结构。如果温室越建越大，最终把整颗星球都罩起来，就变成了“世界屋”。

第四个台阶要求全球气压达到62.7毫巴。为什么是这个数字？因为在低于这个气压的环境中，人体体温（37℃）就足以让血液沸腾。没错，你血管里的血在体温下就会冒泡汽化。62.7毫巴是保命线。

最后一个台阶才是真正的“地球化”：500毫巴的总气压，其中210毫巴的氧气，加上厚厚的氮气缓冲层，温度也要大幅提高。到这一步，人可以在火星上自由呼吸。

台阶列出来了，每一级要付出的代价才是真正让人倒吸凉气的部分。

先说气压。从1毫巴提升到500毫巴的可呼吸大气，需要的气体总量跳到了10¹⁸千克量级。这已经不是一颗小卫星能搞定的了，大概相当于土星一颗不规则小卫星土卫十（Janus）的质量。

再说温度。火星平均气温需要提高约60℃，才能让水稳定地以液态存在。有人提议往大气中注入吸收短波辐射的纳米颗粒来升温，有人建议释放大量二氧化碳制造温室效应，还有人想在太空中部署巨型镜面，把更多阳光反射到火星表面。图里舍夫计算了镜面方案：需要大约7000万平方公里的镜面面积。这比整个亚洲的面积还大，远远超出人类目前的工业制造能力。

然后是氧气。要造出一个血液不会沸腾、人能呼吸的大气层，需要生产8.2×10¹⁷千克的氧气。最简单的办法是电解水，把水分子拆成氧气和氢气。考虑到氢被分走了，实际需要的水比产出的氧气还要多一些。折算下来，相当于火星每平方米的地表需要覆盖六立方米的水。

读到这里，你可能觉得这事彻底没戏了。但图里舍夫给出了一个意外的好消息：火星上的水够用。

火星地表已知的、容易获取的冰储量，是上述需求的5倍。也就是说，拿出20%的表面冰来电解产氧，剩下的还够造出大面积的湖泊和海洋。那些科幻作品里动不动就要用彗星撞击火星来补水的桥段，可能完全没必要。

水够了，问题卡在哪里？能源。

电解这么多水需要的最低能量是1.2×10²⁵焦耳。就算把这个工程拉长到1000年来做，每年需要的持续功率也高达380太瓦。作为对比，本世代全人类的年均能源消耗大约是20太瓦。380太瓦是它的将近20倍。

这意味着，就算全世界所有的发电厂、核电站、太阳能板、风力发电机全部搬到火星上，并且让它们持续运转1000年，产出的能量也只够完成改造任务的1/20。

图里舍夫的结论很坦率：以人类目前的文明等级，我们造不出这么多能源。改造火星不是一个技术问题，不是一个气候问题，归根结底是一个工业规模的问题。我们知道该怎么做，但我们做不到。

不过论文并没有以绝望结尾。图里舍夫认为，我们完全可以先从第三个台阶干起——在火星上建紧凑型温室，搞局部农业，让一小群人先活下来。读过金·斯坦利·罗宾逊《火星三部曲》的人会对这个场景很熟悉：穹顶之下，红色沙漠里长出一小片绿。罗宾逊把完整改造火星的时间写成了几百年，图里舍夫的数学告诉我们那远远不够，但这颗红色星球对人类的吸引力从来不是因为它容易抵达。

火星依然在那里，红色、荒凉、充满诱惑。只是通往它的路，比我们想象中更漫长。真正遥远的，是支撑第二个世界所需的工业能力。

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图为艺术家想像中火星地球化之后的模样，图源：Daein Ballard

信源：Andy Tomaswick 发在 UniverseToday 的报道 / Slava G. Turyshev, Terraforming Mars: Mass, Forcing, and Industrial Throughput Constraints, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2603.00402