火星城市建在什麽地區？
火星一直是熱門話題，然而馬斯克等人目前幹的是太空航運，對抵達火星後做什麽、如何定居等研究不多。很多人好奇火星上的城市、建築以及生活會是什麽樣的。地理位置對于一個國家、一座城市的發展至關重要，我所在的上海市就是得益于地理位置而成爲經濟中心、全國第一大港。在火星上城市選址也一樣重要，今天我就初步的來分析思考一下可預見未來現實中第一個人類定居點的選址問題。
我認爲第一個人類定居點的首要任務是作爲一個太空港，要便于天地運輸系統例如BFR超級火箭的起降，稍有航天常識的人都知道，航天發射場的緯度越低，也就越能借星球自轉的速度節省發射能量。同時對于火星而言緯度低意味著發射低傾角航天器更容易，有利于前往火星的兩大衛星甚至行星際飛行。低緯度的光照也更充足，有利于太陽能發電，溫度更高相對更舒適，還方便使用靜止軌道通信衛星。因此第一個火星定居點首要選址條件就是緯度一定要低，越接近赤道越好！！！
由于相當長的一段時間裏，火星交通輸入大于輸出，降落卸載比發射更重要。所以要便于安全、經濟的降落。對于航天器而言最經濟的減速方式就是借助大氣阻力來制動，盡量節省推進劑消耗，這樣能多裝人貨也更安全。毫無疑問，大氣減速的效果跟行程以及大氣密度有關。這意味著選址海拔越低越好。
爲了讓航天運輸系統能經濟的重複使用，並且提升出勤率，最重要的是推進劑的補給。以SpaceX的BFR超級火箭爲例，其使用液氧-甲烷引擎。衆所周知甲烷分子式是CH4，火星大氣有豐富的二氧化碳，解決了氧和碳的來源，然而還需要氫。氫的最佳來源是水，水可以來自地下水（冰）甚至水合礦物。加上人類生活等更需要水，選址附近必須有充足的水源。
火星現在雖然缺乏經濟價值但是科研價值無可估量，好奇心驅使著人類探索和遠征。火星古代的海洋、河流湖泊等極具科學意義。所以選址需要便于科考探險，盡可能的發揮定居點的價值。
顯然要同時滿足上述要求並不容易，經過初步對照思考分析，我覺得人類第一座火星定居點選址適合在火星南半球的門農區，這區域橫跨火星赤道有利于天地交通，很多地方的海拔低有助于使用大氣阻力減速。也因爲在赤道地區，更溫暖、光照更好，有助于太陽能發電。同時該區域含水合礦物，可能有地下水資源，這更重要了。此區域地貌多樣豐富，有相對平坦的低海拔區域，也有還有古洪水沖擊痕迹等極具科學意義地形。有趣的是此外機遇號火星車降落點也在此區附近。
本區的地標可能是橫跨赤道的尼科爾森撞擊坑，尼科爾森撞擊坑爲基准，距離著名的奧林匹斯火山大約1400千米，這更是增加了額外價值。
注意靠近赤道的區域大部分緯度比較低，有相對平坦的區域。古洪水沖擊痕迹也清晰可見。
最後總結和強調一下，門農區同時具備天地交通方便、有水源、光照充足、科研價值大等優點，很適合作爲火星上第一個人類定居點，這第一座城市可能會叫尼科爾森市，以對應這個地標基點。尼科爾森市會是一顆種子，也是一扇門。可能未來在火星曆史的地位如同美國曆史中的詹姆斯頓+紐約港。
關于火星建築的評論
我始終認爲未來火星殖民地的建築不會像科幻裏那麽光怪陸離、輕盈、充滿科技感。相反現實的火星殖民地很可能看起來是低調、樸素、厚重的。火星人居建築不是地下化（類似地鐵站、地下商業街）或者半地下化（類似碉堡掩體）就是非常硬朗，有厚重的混凝土牆保護。用來阻隔來自太陽和宇宙射線的粒子輻射，外部防護水平可能是每平米超過5噸的材料，確保輻射屏蔽到完全安全的水平，長期居住也不會增加癌症風險或者後代先天疾病等健康問題。
內部照明會以人工照明爲主，自然采光爲輔。自然采光井外罩會有靜電防塵系統，同時造型會比較尖銳或者坡度大，盡可能的避免積累沙塵問題，采集的自然光通過反射鏡或者光纖引入建築內部。所以火星本身對于地球而言是不折不扣的三防堡壘水平了，可以說火星建築是現實的避難所。
未來火星殖民地需要修建移動式機庫，這樣才能有效保護和維護降落在火星上的飛船，這也是效果圖裏忽視的。否則想想如果飛船的熱防護系統被飛沙走石或者流星打傷，那再次降落時可能導致哥倫比亞號解體悲劇的重演。如果沙塵等雜物跑進引擎內部，堵塞某些管路或者閥門的話那搞不好再次起飛時會炸。所以防沙塵、防流星體的機庫非常重要。機庫內部還必須有升降機、搬運機械等服務設施，方便人員、貨物裝卸。
發電方面，太陽能的確是很好的選擇，不過考慮到火星陽光強度約爲地球的1/3，所以需要聚光鏡來提升功率起到事半功倍的作用，還有靜電+公共汽車雨刷那樣的除塵系統也很重要，避免沙塵暴帶來的麻煩。
對了火星上氘的含量比例比地球高2-3倍，這意味著以後核聚變成熟後火星有足夠的聚變燃料，當然氘-氘聚變大約需要300千電子伏的溫度才能點燃，這要求不但比氘-氚聚變難，已經接近氘-氦3的500千電子伏，所以可能第一、第二代火星人享受不到。由于夜晚沒有陽光，可以用裂變堆進行輔助。燃料電池也會很重要作爲電力儲備、調峰用，可能不會直接用氫，因爲液氫密度低、容易氣化和分子小容易滲透泄漏以及帶來氫脆問題。氨可能更適合做燃料，因爲沸點的關系，氨-液氧燃料在火星的環境下比較容易儲存，同體積下液氨的氫含量高于液氫。還因爲氨不含碳，燃燒沒積碳，有助于提高引擎壽命、降低維護需求所以氨可能還會成爲火星車的重要動力。
那爲什麽地球上不用液氨當燃料？著名的X-15火箭動力試驗飛機的引擎就是燒液氨的。那爲什麽沒普遍使用？因爲因爲液氨泄漏的話又臭又毒，還易燃易爆。在我國液氨泄露就引發過重大傷亡事故，這些麻煩抵消了液氨的優點。而液氨在火星上就不同了，在火星戶外都穿太空服，就不可能吸入泄漏的氨中毒，而且火星大氣不含氧，氨泄漏了沒氧化劑也無法燃燒炸不了。
對了，老馬還忽視了火衛一、火衛二的開發，登陸火星前先在火衛一、火衛二打洞建前哨基地可能更好。因爲不需要面對危險的火星再入著陸，同時火衛一、火衛二的物質能用來屏蔽輻射和流星體撞擊。在火衛一、火衛二上建中轉站、航天器維護、補給設施會是火星殖民難以跳過的關鍵一環。BFR之類的發射系統直接跑地球-火星航線好比是長途汽車，鐵路、海運無疑比公路運輸更經濟，在未來巨型太陽能電推進飛船就起到鐵路、海運的作用。內部空間大、運力也更大，就是無法直接在火星地表起降，如同火車、船舶不能送人送貨到家門口一樣。火衛一、火衛二就起到火車站、港口的作用。這樣下來，未來的行星際交通會更加高效、經濟、便捷。
爲什麽要離開地球移民去火星等環境惡劣的其他世界？人類發源于炎熱的非洲，在非洲不穿衣服也不會凍死、在叢林裏遍地是熱帶瓜果，不種糧食也餓不死。可以說非洲叢林不愁吃穿，然而先人們爲啥要走出非洲，去氣候相對寒冷、食物沒那麽充足的其他地方，全球化擴張？如今條件得天獨厚的非洲過得好還是寒冷的北歐、加拿大過得好？
目光要長遠，走出地球不是爲了急著追求更舒適安逸的生活，而尋找新機會、新生活、建立新文明。地球的自然環境是比太陽系其他地方好，然而地球上有太陽系其他地方所不存在的可怕災難——人禍，兩千多年前的古人就強調過“苛政猛于虎”。到地球以外其他區域建自給自足的新文明能躲避野心家、瘋子、極端主義者、地緣和民族以及宗教曆史沖突爭端問題等的麻煩。
注意曆史上沒有一場天災的死亡人數和毀滅性比得上二戰。惡劣的自然環境並不可怕，可怕的是人類之間互相殘害，人禍最恐怖。地外新文明能躲地球上的人禍，悶聲發大展，如同避難所、諾亞方舟。也許有一天地球爆發了第三次世界大戰，文明大倒退。在地球之外的新文明能傳承火種，成爲人類的燈塔，避免寶貴的科學技術、文化藝術失傳，幫忙重建地球。
再強調一下，對于未來不能停留在地球上大國博弈、五常遊戲的舊思維裏，必須考慮地外新世界崛起的人類新文明。如同現在美國、澳大利亞等新大陸國家無法被忽視一樣。
定居開發火星需要哪些步驟？下面說說我個人看法。
無人探測器、火星車充分踩點就不說了。火星表面、特別地下土壤、水冰的取樣返回研究是重中之重，需要在4級生化危險防護標准的實驗室研究。確認火星地下不存在危險的能感染地球生命的危險土著微生物後才能著手載人計劃。不然誰也不想攤上埃博拉、超級流感之類的超級新病毒。
在確認火星安全、決定選址後，第一批非科考性的火星航班自然是送機器人和設備上去。其中有一種常被忽視但非常重要的設備——可展開太陽能充電站，展開鋪平後有幾百甚至上千平米的太陽能電池，帶靜電除塵裝置，功率幾十千瓦以上。配有無線充電感應線圈定期爲無人施工機械充電，如同加油站，本身帶通信中繼功能。可以帶上多個，部署在不同區域，方便其他載具就近充電。比核反應堆廉價、安全。當然如果條件上許可，最好還是捎上核反應堆，這樣夜間也能正常供電，不必依靠蓄電池。
接著是無人施工機械例如挖掘機、推土機、建築機器人、搬運/起重機器人等，這些自動化機械自身有太陽能電池，也配備大容量锂電池和充電線圈。一旦機器人的锂電池沒電了，就依靠自身太陽能電池的動力開到充電站快速充電。這樣能實現高強度施工，避免自身太陽能電池發電功率低、充電慢耽誤施工進度。
揮發物資源利用設備，這包括水處理系統（融化冰然後蒸餾、部分電解）、甲烷制取裝置、低溫流體（液氧、液氫、甲烷、液氮等）管理儲存系統等等。通過那些無人機械的施工使火星本土初步具備水、氧氣、推進劑等流體的生産補給能力，爲迎接後續飛船到來做好准備。
第一批人類可能不會直接登陸火星，而是在火衛一上掘洞，把模塊化太空艙和其他組件埋入火衛一的岩石和土壤裏，建立火衛一基地。然後在火衛一基地上遙控火星表面的機器人進行科考和基礎設施建設。
這樣降低人類的風險——再入火星大氣層降落是危險的，很多火星探測器在著陸階段出事，同時也節省交通成本（可以使用經濟、運力大的太陽能電推進飛船），從火星表面起飛也比從火衛一起飛困難、昂貴多（火星逃逸速度5,027米/秒,火衛一才1.39米/秒），簡化任務。
火衛一基地初期人口可能是12到36人，在條件成熟的情況下，駐守火衛一基地的人員可能會不定期的訪問火星表面進行考察乃至應急維修設備。爲什麽在火衛一上遙控而不是地球上遙控？因爲光速的限制以及地球-火星之間的距離有嚴重的通信延遲。只能發電子郵件，根本無法實時通信，火衛一距離很近就不會有通信延遲帶來的麻煩。
隨著後續貨運航班的抵達，火星上無人機械建造的基礎設施日益完善，例如像火衛一基地一樣。挖掘機挖溝，在溝裏架好預制件地基，然後把一系列模塊化火星生活設施包括居住艙、火星農業艙等放進去，然後推土機用火星土壤填埋，形成厚達數米的保護層。在地表上有出入氣閘、電源、通信、熱控制等的接口。跟其他已建成火星基礎設施連接起來。這樣在火星表面有能安全保障人類生活的條件後人類再正式開始遷居。
剛開始遷居的人很可能會是技師、工程師、地質學家、生物學家，剛開始人自然不多，會一批批增長。工作是盡快完善、擴充火星基礎設施，盡快的自給自足。爲接下來的大規模發展提供基礎。在火星混凝土、火星玻璃、火星金屬（特別是鐵、鎳、鋁、鎂）以及乙烯（聚合物生産的前置條件）等産業初步成型。以使用火星本土材料建造增壓艙、太陽能電池、機械爲裏程碑。從燃料、食物自給自足到建材、機械都自給自足，依靠火星本地資源建設發展，不再完全依賴地球，火星才算開始成爲真正的殖民地，而不是前哨。
設立了實質意義上的議會等行政機構，繼續完善基礎設施、擴大規模、開始接納工程師、技師、科學家以外的移民，發展第三産業甚至文化、創意産業。人口規模可能很快突破萬人，發展成一個繁榮、充滿生機的小城鎮。
當然一些高技術産品，例如計算機芯片等火星本土一時難以自造，還得從地球進口。還得和地球保持良好關系。同時火衛一、火衛二上可能會伸出多條幾百米甚至上千米長的桁架，上面是大面積太陽能電池、散熱器、通訊中繼天線，以及對接口、增壓隧道、機械臂、軌道運輸系統、甚至是船塢，而基地主體特別是居住區還是在這兩顆衛星的地下以阻隔輻射。火星上的二氧化碳以及來自這兩顆衛星本身乃至小行星的冰經過處理變爲推進劑，用來補給停泊的飛船。
往返于地球-火星甚至是火星跟竈神星、谷神星之間的巨型太陽能電推進飛船在這兩顆衛星上裝卸物資和人員、維護、補充推進劑。未來的巨型太陽能電推進行星際飛船功率可能達到幾十甚至上百兆瓦，太陽能電池陣列如同田野一樣寬廣，這樣的飛船一次可以攜帶成千甚至超過萬噸的載荷。BFR之類的天地運輸系統也頻繁停靠這兩個港口，起到接駁運輸的作用，也可能在火衛一港的船塢而不是火星地表維護、改裝。
如果後來火星發展足夠繁榮，火星人口超過百萬後，火星軌道上甚至可能出現小型太空城市。能容納上萬人口，通過旋轉模擬人工重力。除了作爲港口、太空工廠、觀測和通信平台外也是火星人度假目的地，畢竟火星表面重力低，太空城市能提供和地球表面相同程度的模擬重力，還能俯瞰火星。
一旦火星人口超過百萬大關，並且在計算機芯片、精密儀器、藥品等高技術産品上也能一定自給自足，那可以獨立建國了。我覺得火星上各定居點可能會組成一個聯邦，各定居點或者城市高度自治，有特色分工，互相貿易。火星中央政府職權有限，主要負責外交、國防、協調問題以及超級基礎設施的建設等。火星獨立可能會類似英國脫歐，也需要複雜的公投、談判等。
那火星在獨立前和地球的關系是什麽樣的？根據聯合國外空條約等相關法規，任何國家不得占有地外天體、宣稱主權。所以火星的定居開發會是國際性的、自主性的，情況地位會很特殊，到時候很可能會制定火星公約、修改國際法、甚至聯合國憲章。確定火星定居點的國際政治地位和合法權益。
火星真正宣布建國獨立，可能在地球上掀起一陣嘴炮大戰，媒體煽風點火、聯合國等吵的不可開交。大國之間會拿火星政權做互相博弈的棋子、籌碼，搞不好也許會巴結送援助擴大在火星的影響力。新生的火星共和國還可能會遇到刁難、威脅，但實際上雷聲大、雨滴小，因爲火星本身經濟價值不大。
在火星共和國跟聯合國、地球上各國簽訂有關協定後，地球方面很可能承認火星獨立是既成事實了，不太可能有地球武統火星的情況，因爲吃力不討好，各國之間內鬥都來不及呢。毫無疑問聯合國憲章、LOGO（把地球改成太陽系）、國際法甚至世貿組織、世衛組織等又要修改法規了，教科書出版商也得急忙修訂了。各國也會去設立使館、領館。火星可能成爲安理會第六大常任理事國（別的不說，往地球上扔小行星，威力不亞于核武）。
至于更未來，火星隨著人口的增長、悶聲大發展，也許可能成爲新的美國。在科技水平等上超越爾虞我詐內鬥不停的地球。成爲令地球刮目相看的新強國。
當然在開發火星的同時，主帶小行星乃至身處主帶裏的矮行星——谷神星也會被開發、殖民，不過那就是另一個故事了。長遠看，可能那些小天體的開發、建立的新文明更像是一系列城邦、島國的聯盟。可能會有太陽系最大的太空運輸能力、最強的太空艦隊實力，但是陸軍糟糕。因爲小天體逃逸速度低、容易開采資源，太空交通比地球、火星、甚至月球都方便。資源也非常豐富，就是重力更低，可能會有很多旋轉産生模擬重力的太空城市。
還有我覺得未來火星開發移民可能會有類似當年東印度公司的超級企業，但又有很大差別。可能會是SpaceX、藍色起源、畢格羅太空、波音、空客、諾斯羅普-格魯曼甚至可能還有IBM、微軟、Google等科技巨頭合資，還有一系列國際組織、非營利機構、基金會的加入或者協助。共同開發火星，尋找商機，同時也搶占熱點（最好的公關、廣告）擴大影響力。使得人類繼跨國企業後第一次出現跨星企業。重點會是建設基礎設施，特別是交通、能源和生命支持方面，可以共享。
有人可能問這些企業中不少是競爭對手、死敵，怎麽可能合作？企業之間的商業行爲不存在什麽不共戴天、水火不容。重要的是怎麽做才能有助于長遠發展、獲取更大利益（包括影響力）。注意波音和洛克希德馬丁公司在軍用飛機等産品上是死敵，然而他們也合資建立了聯合發射聯盟。因此我覺得開發火星很可能會有一家科技巨頭們合資創立的超級企業，提供技術和財力、物力、人力。擴大各自影響力的同時，讓火星定居點盡快發展，培養用戶習慣，養肥了後就是新市場可以賺錢開分公司。
那在火星上的生活會是什麽樣的？
遙遠未來的就不說，就談近未來現實的，由于火星缺乏強有力的全球性磁場、大氣很稀薄，所以爲了阻擋輻射和流星體撞擊火星的建築在初期會是地下化或者半地下化爲主，沒多少窗戶（可能有裸眼立體顯示屏作爲虛擬窗戶）、空間狹小。感覺可能類似北上廣地下室棲居的“蟻族”們。
出了門社區可能類似地鐵站+地下商業街，一般情況下的交通例如去辦事、去醫院、送子女去學校都通過地道解決，和地球相比雖然比較局促，但也不需要擔心暴雨水淹、烈日酷暑、霜凍嚴寒等惡劣天氣帶來的麻煩。由于去火星地面相對麻煩，得換太空服走氣閘，得注意別讓火星塵土進艙、盡量避免空氣泄露等等。搭乘氣密火星車相對方便些，不過同樣也要過對接氣閘，中途還不能下車，有什麽事都得在車上解決。估計除了工作需要以及偶爾的出遊外平時很少有人願意離開地下城。對了，火星因爲缺乏真正的磁場，指南針在火星無效。
民以食爲天，飲食上除了谷物、蔬果等素食，外例如牛排大餐、火腿臘肉等肉食者的美味可能不切實際，動物性蛋白來源或者說葷菜會以繁殖迅速不産生異味的甲殼動物（蝦、水蚤，而蟹的肉不多繁殖不夠快，可能不適合火星）、軟體動物（貝、螺，包括蝸牛）、魚類爲主。
可能還會有一定數量同樣繁殖迅速的家禽和小型哺乳動物例如兔子作爲補充。養豬、牛、羊等大型家畜占用空間大，繁殖慢，異味汙染大，給環境控制系統出難題，不適合可預見未來的火星定居點。實在要牛排、火腿的話只能從地球進口，因爲漫長的等待時間、高昂的運費、冷凍好久不新鮮，我覺得一般人都會打消這念頭。
不過因爲火星上都是人工環境裏種植農作物，病蟲害在種子發射時被檢疫阻擋了。所以火星農産品會是綠色無公害的，沒有病蟲害也不需要農藥，同時因爲人工環境下控制，沒天災、沒病蟲害24小時光照+高濃度二氧化碳、保持最佳溫度等等，火星上的農場生産效率會比地球高很多。唯一允許來火星的昆蟲可能是溫柔的蜜蜂，用來授粉釀蜜。同時想不通要輕生的人在火星買不到敵敵畏、百草枯啥的了。
火星上人口有限，産業有限。很多消費品例如化妝品之類的初期得從地球進口，運費加成後的價格自己想象，而且下單得等發射窗口，剁手的快遞發射後還得幾個月才能收到貨。火星不適合剁手族、購物狂。對于中國人而言，春運也不能回老家，除非你是超級土豪，不過就是不差錢的土豪也得考慮發射窗口跟航行時間的問題。
距離和光速限制導致的通訊延遲是大麻煩——軌道運行相對距離遠的時候一來一回帶來的延遲最長時差不多半小時，導致火星跟地球之間做不到即時通訊，只能留言、發郵件。上地球的網站打開頁面、刷新也得等信號在地球火星之間的來回，聯機遊戲是不可能的了。
訪問火星本地的互聯網服務和固定寬帶一樣包月包年，訪問地球上的網站發送信息、文件到地球上則按流量收費，價格取決于到時候的通訊基礎設施建設情況，我估計比3G、4G上網的流量貴不少，畢竟是星際互聯網。因爲火星公轉周期（火星年）是地球兩倍多，自轉周期（火星日）也比地球略長，這自然導致不同的曆法，所以火星時間跟地球時間的協調換算讓人頭疼，不像地球上的時區或者夏令時間換算那麽簡單。這些限制對于死宅而言是最痛苦的。
火星的低重力對腿腳不便的長者們是福音，對追求性別平等的女權主義者同樣是利好——在火星低重力環境下，在地球上原本需要輪椅、拐杖的長者可以站起來跑得快了，生活能自理了。同樣對于孕婦也舒服多了，還有因爲低重力下直接噴灑液體很反沖容易濺出來，火星上的廁所可能沒有小便斗。男士也得像女士們那樣坐著來放水，不能直接站著解決了，或者用零重力廁所的管子解決，這樣男女更平等了。。。。。。
同樣因爲低重力和防異味避免給環境控制系統天都的考慮，火星上也不會有蹲廁，很多中國人大概會不習慣。因爲水循環系統的處理能力限制，用水也會有限制，愛洗澡沖個半天的潔癖可能不習慣，好在火星沒那麽多需要澆水的草坪，就是地下體育場爲了省水省維護也會用人造草。
火星不但需要理工科的，同樣需要文科生、藝術生，因爲火星殖民地需要有人來行政、管理、提供服務例如心理學、司法、調解、采編新聞、文娛、教育活動等非理工性質的工作，畢竟人不是機器，不像空間站上那樣都是精英宇航員，而且空間站對宇航員也不過是出差工作地，而不是家。也因爲火星殖民地空間相對狹小，爲了充分利用有限的空間、避免人的疲勞、産生心理問題、提高生活質量。需要良好的環境設計以及藝術品去裝扮還有火星上出版物、網站、軟件的美術設計。外包給地球上的團隊設計的話光是在巨大通訊延遲和高昂的帶寬費用下就讓人頭疼，極其低效又昂貴。所以火星還是需要文科生、美術生的，我想很多人看到後會鬆了口氣。
最後我有些好奇火星上的語文、歷史、地理等的教科書是什麽樣的，會怎麽講述地球跟火星的關系。---來源: 宇宙時空 -
