在火星建基地很可怕，但我們仍應嘗試的理由
為何想去火星？表面看似熟悉，實際極端
火星有極地冰帽、峽谷和長日夜，和地球有幾分相似，因此吸引人。但實際上它是個寒冷、輻射強、空氣稀薄且有毒的沙漠。任何想在那裡長期居住的人，會面對一連串我們在地球上不常遇到的問題。
能源：陽光不夠穩定，核能是跳板
火星比地球遠離太陽，照到表面的太陽光強度只有地球的約40%。此外，火星會發生覆蓋整個行星的沙塵暴，讓陽光連續幾天甚至幾週變得微弱。這些因素讓單靠太陽能不足以支撐一個長期基地。風力和地熱發電也因為稀薄大氣和冰冷內部而不太實用。
因此，一開始最現實的選擇是核能發電：把反應爐和燃料從地球運來，為基地提供穩定的電力，用於生命維持、暖房、製造空氣與水等關鍵工作。
呼吸與壓力：稀薄二氧化碳大氣需要密閉居住
火星的大氣密度只有地球約1%，主要成分是二氧化碳，幾乎不能呼吸。基地內必須維持接近地球的混合氣（氧氣與氮氣），並承受內外壓力差。平直角的牆或尖銳角落在高壓差下容易成為弱點，所以設計傾向於圓形、光滑的結構，像氣泡或圓頂，能承受壓力並保持密閉。
輻射危機：缺磁場，表面輻射高得驚人
地球有磁層和濃厚大氣保護宇宙輻射，但火星幾乎沒有磁場且大氣稀薄，約有一半的太空輻射可抵達表面。研究估算，在火星表面待三年所受的輻射可能超過地球太空機組人員一輩子的限制，顯著提高癌症與其他輻射傷害風險。
一個實務解法是利用當地材料和二氧化碳冰作屏障：把從空氣中凝結的二氧化碳堆成厚層，再覆蓋約一公尺的土壤，可以大幅降低輻射到可生存層級。代價是基地幾乎沒有窗戶，內部空間像一連串管道，外觀看上去也像墓地般沉重。
外出工作：機器人與特殊宇航服的重要性
即使有上述防護，直接外出仍非常危險。為了減少人員暴露，許多例行表面工作會用遠端操作機器人完成。人的外出要穿上特殊設計的宇航服，並盡量避免把帶著火星塵埃的服裝帶回基地；一種做法是把宇航服掛在基地外面的專屬區域，不直接進入生活區，或設計嚴密的氣閘與清潔程序。
火星塵埃與土壤：極細、帶電且有毒
火星尘比地球砂粒更細，因為缺乏水和生物等風化作用，它們帶電、很容易黏附到機械、衣物上，還會進入呼吸系統。更糟的是，土壤含有高濃度的過氯酸鹽（perchlorates），對人體有毒。這些都是長期生活必須克服的技術問題，但可以透過設備過濾、服裝隔離與廢物處理來控制。
水與食物：極地冰與循環農業
要取得水，最直接的地點是靠近極地，因為那裡有厚厚的冰層。至於種植食物，火星土壤鹼性且缺乏植物需要的有機氮，需要先處理與改良。實務上可用生物廢物回收製造肥力，或搭配水耕與魚菜共生（aquaponics）系統來同時養魚與種菜，節能且能更快提供多樣化、可口的食物，對心理也是很大的鼓舞。
重力問題：只有38%地球重力，長期健康風險
火星重力約為地球的38%，長期暴露會導致肌肉與骨質流失，以及心血管適應不良。短期內我們以大量運動和規律體能訓練來延緩損失；未來可能開發旋轉居住區模擬較高重力，減少長期健康問題。
心理與運輸：隔離、窗口期與支援延遲
火星基地的人員會長期待在密閉、有限空間，缺少自然景觀與即時地球支援，容易出現心理壓力。與南極觀測站或潛艇船員類似，候選成員需要嚴格的心理篩選與持續支持。再者，火星與地球之間的運行關係意味著只有每約兩年才有一次最佳發射窗；若基地發生緊急情況，地球無法馬上派援，人員必須有高度自給自足能力。
教學重點總結
- 火星環境與地球差異大：大氣密度約1%、重力約38%、太陽光強度約40%。
- 能源先靠核能支援，太陽能受沙塵暴影響大。
- 基地需密閉並用圓形結構抵抗壓差，維持合適混合氣。
- 輻射嚴重，要用當地冰土做屏障，內部生活空間多半無窗。
- 火星塵埃極細且帶電，土壤含過氯酸鹽有毒，需嚴格封存與清洗程序。
- 食物可透過水耕、魚菜共生與廢物回收建立，水源可就近取自極地冰層。
- 低重力會影響健康，需大量運動或未來用旋轉結構模擬重力。
- 補給與救援有時間窗限制，基地必須高度自立。
結語：困難重重，但不是不可能
建立火星基地絕非浪漫冒險：它是工程、醫學、農業與心理學的綜合挑戰。雖然初期會非常艱苦、陰暗且像密閉管道，但只要一步步解決能源、空氣、水、食物、輻射和心理問題，人類有可能在數十年內建立可存續的前哨。這不是瞬間的勝利，而是長期、耐心與科技累積的成果。若我們通過這一階段，未來在火星上開城、建工業、甚至將它變成第二個家園，便不再只是科幻，而會是人類擴展的真實步伐。
