想住在火星上嗎？火星城市長什麼樣？2054年開始建設火星城市？

如何在火星上建設城市？

歡迎來到有史以來最先進的城市。

一座火星城市的俯瞰圖。圖源：ABIBOO/SONet

幾個世紀以前，當艾薩克·牛頓談及他的眾多發現，他說如果他能看得更遠，那只是因為“站在了巨人的肩膀上”。21世紀，當各個大國和航天公司正在竭盡一切的技術、試圖在火星上建立第一批人類城市時，或許很快就要產生和牛頓同樣的感受。

這意味著科學家仍需在許多不成熟的前沿領域進行開拓。“有一些關鍵的技術我們依舊沒有解決，隧道——就是最重要的因素之一，我們必須找到正確的解決方法。” ABIBOO建築工作室的創始人兼建築團隊負責人阿爾弗雷多·穆尼奧斯（Alfredo Munoz）在接受《有趣的工程》視覺採訪時表示。

ABIBOO計劃在火星的懸崖表面鑽出龐大的隧道網，在這些隧道內建立巨型建築，並將它們連線成更大的“宏觀建築”。但在挖掘隧道之前，還有一系列工作——要跟進技術、要在火星上找到合適的位置、要轉移施工團隊和裝置、還要從火星環境中生產可持續的材料。簡而言之，我們必須在火星上，建設城市。

火星懸崖上向外凸出的城市模型。圖源：ABIBOO/SONet

建設火星上的可持續發展城市

穆尼奧斯表示：“我們首先需要轉移第一批貨物，埃隆·馬斯克以及像SpaceX這樣的航天機構至關重要，因為Nüwa城僅僅只是一個更大規模的運作的開始。”但在25萬居民遷徙之前，最早一批的太空工程師團隊，就要面臨巨大挑戰。“要每隔好幾年，才能有一次登陸火星的機會，因此為了儘可能讓火星上的城市達到臨界的最大規模，我們的科學技術需要指數式的高速發展——直到我們具備物資遷移的條件為止。”

火星上的第一座城市被命名為“Nüwa”，她將承載著直徑32。8英尺（10米）的隧道——“這個問題如今的技術也能解決。”但這並不是最艱鉅的任務。想在火星上殖民，幾十年來最具挑戰性的問題，而是如何把足夠的物資轉移到另一個星球上。如果從月球上把物資發射到火星上，節能又省錢，但要想把這麼多的物資運送3400萬英里（5460萬公里）可不是件容易事兒，就連只運送幾個街區的距離都必定舉步維艱。

建設Nüwa城，關鍵在於城市的基礎設計。“想讓這座城市建設和運作起來，能用的地球上的資源非常少。大部分材料必須在火星上生產。這也就是為什麼要建五個不同的城市，因為所需的一切資源不可能僅從一個地方獲得。”對地球而言，可持續發展意味著：能達到同等發展目標的前提下，避免能量和資源的浪費，並且不汙染環境。穆尼奧斯 反問道：“既然我們可以在紐約生產材料，為什麼還要把材料從巴厘島帶到紐約呢？”他認為，可持續發展“不僅是不破壞環境，更是用最少資源、實現最大效益。”

實現火星上的可持續發展，竅門在於“不汙染水資源的前提下，以經濟、可擴充套件的方式建設城市，” Munoz說道，“這不僅僅關乎保護環境，還在於如何巧妙地利用環境。”

居民登陸Nüwa城的景象。圖源：ABIBOO / SONet

氧氣、水、二氧化碳、大量鋼鐵

然而，無論是在火星上還是在地球上，任何城市要想繁榮，都需要大量的水和二氧化碳（CO2）。穆尼奧斯告訴記者：“構建城市時，鋼鐵是用的最多的材料。但建立Nüwa城，另一個至關重要的因素，是要具備轉化和生產氧氣的能力。”儘管，有不少人提議，可以透過植物產生氧氣，但是穆尼奧斯和ABIBOO認為，這並不足以支撐整個城市的人口。“根據我們的分析，在一個能維持生命的系統中，僅僅依靠‘植被產氧’是不夠的。” 美國航空航天局（NASA）的“毅力”號探測器因此展開實驗，探究火星上獲取氧氣的方法。在ABIBOO公司，“核心的科學家們正在考慮，可以運輸使用過的空氣，產生用於呼吸的空氣……這跟冰箱幾乎是一個道理”。

“大部分土木工程的艱苦工作將由機器人來完成，雖然人類不可能完成所有的工作，但是他們可以監督機器人工作。”儘管也有人提過用機器人建造隧道的想法，但在懸崖邊上的隧道里具體建什麼，卻是由ABIBOO第一個提出的。“‘宏觀建築’其實是我們創造的一個概念，它由很多自成一體、功能齊全的模組共同組成。”整個宏觀建築就像一個巨型樂高積木，只不過配備了中央供暖系統。

火星上一個城市模組的內部景象。圖源：ABIBOO / SONet

3 “宏觀建築”將迎接重重挑戰

每座宏觀建築有半英里（800米）寬，656英尺（200米）高，492英尺（150米）深——幾乎和紐約市中央公園一樣寬。穆尼奧斯表示：“每座宏觀建築將包含12個模組建築，每個模組建築都由相互關聯的3D隧道組成。”但這個計劃，並不是要重複中產階級社群千篇一律的美學。因為這12個模組 “每個都與眾不同”，它們相互協作，轉化功能模式，創造與眾不同的建築整體。

各種“宏觀建築”的示意圖。圖源：ABIBOO / SONet

在功能上，這些巨型建築會結合工作場所和住宅模組，但概念上，其實是一些更適合居住，另一些更適合商業用途。“每座宏觀建築也各不相同”，正是因為這樣，才創造出了“巨大的多樣性”。由於隧道相互連線的方式各異， 因此各模組的排列也不固定，共同造就了每座宏觀建築獨特之處。

工作和居住模組會透過高速電梯系統彼此相連。圖源：ABIBOO / SONet

在懸崖的一側建造城市是一個明智的決定，因為在火星表面上問題比比皆是。火星被“淹沒”在太陽輻射中，懸崖便成為了一個天然的屏障，抵禦地球上任何地方都無法抵擋的輻射。火星上的另一個問題，是過低的氣壓。“與地球上的建築物倒塌相比，火星上建築物更可能因為環境的低氣壓爆炸。人類和動物需要的氣壓只是地球海平面大氣壓的70%，建築物內有80%的大氣壓”，因此在火星上，如果不斷讓氣球膨脹到這個內部壓力，“在某一時刻它就會爆炸”。這對火星上的任何城市而言都是糟糕的結局。

“建築越大，壓力就越大——建築所需的結構量就會增加，同時也需要將其更牢固地固定在地面上。”因為，如果建築中含有比外部大氣壓力更高的空氣，整個建築最終就會升到火星的天空中。這意味著，要想生產化學品，必須在厚筒倉內進行，以避免因壓差而發生的爆炸。火星上當然還存在著其他的挑戰，比如重力較低，以及熱量容易流失到外部環境。穆尼奧斯認為，透過在地下建造房子，“很多問題就能迎刃而解”。

Nüwa城的大面積庭院。圖源：ABIBOO / SONet

Nüwa城可能是迄今為止最先進的城市

不過，假設一個孩子從小就在這樣的地下洞穴中長大，這對心理健康可不是什麼好事，當然也不能很好地激勵人們移民火星。“所以，我們旋轉個90度。我們把一切建築都位於地下，由於我們可以進入懸崖的另一邊，因此，不妨打穿懸崖，既能讓直射的陽光照進室內，又能將人們隔絕於外界的惡劣環境。”在城市上方、山頂的平臺上，可以種植用於生產食物的植被，那裡能“為植物提供適合生長的巨大能量”，“一方面人類不能進入這塊種植區域，另一方面，植物也不需要室內那麼大的氣壓。”

城市內部圖，可將火星地平線盡收眼底。圖源：ABIBOO / SONet

然而，在過去的十年裡，也有其他在火星懸崖上建造城市的提議。2016年的火星城市設計競賽裡冒出了一個概念，它從約旦沙漠裡的一個有趣的城市——佩特拉得到了啟發。但是ABIBOO的理念更進一步。“要為火星提供一個完備且現實的城市建設方案，非同小可。這個方案涉及各個領域，包括生命支援系統、行星地質學、天體物理學、空間工程、生物學、藝術、建築學、天體生物學、採礦學、心理學、太空法律”等等。SONet是一個多學科融合的團隊，他們一直專注於在其他的世界裡找到合適的定居之地，並且也提供了這樣的科學專業知識。透過Nüwa城和其他未來的火星城市的建設，ABIBOO的目標，是樹立全新身份，創造融合科學，誕生藝術，“因此我們也能和我們生活的地方產生更加感性的聯絡。”

3月份下旬，ABIBOO預測Nüwa城的建設將於2054年啟動。但在把第一批宇航員送上火星表面之前，很難預測下一步計劃什麼時候才能展開。穆尼奧斯說：“所有方案的落實都是先在實驗室裡開始的，儘管2054年啟動建設城市聽起來還挺實際，但真正的啟動受其他所有因素的影響。”加入SpaceX的執行長埃隆·馬斯克想要推遲火星計劃，那麼ABIBOO也會隨機應變。“我們需要之前登上火星的宇航員們帶來的分析資料，找到火星上合適的選址，不然是沒法建設Nüwa城的。”不過，一旦Nüwa城真正開始建設，擁有技術最先進的人類城市的，將不再是地球，而是火星。

BY： Brad Bergan

FY： 小戴同學

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