想住在火星上吗？火星城市长什么样？2054年开始建设火星城市？
如何在火星上建设城市？
欢迎来到有史以来最先进的城市。
一座火星城市的俯瞰图。图源：ABIBOO/SONet
几个世纪以前，当艾萨克·牛顿谈及他的众多发现，他说如果他能看得更远，那只是因为“站在了巨人的肩膀上”。21世纪，当各个大国和航天公司正在竭尽一切的技术、试图在火星上建立第一批人类城市时，或许很快就要产生和牛顿同样的感受。
这意味着科学家仍需在许多不成熟的前沿领域进行开拓。“有一些关键的技术我们依旧没有解决，隧道——就是最重要的因素之一，我们必须找到正确的解决方法。” ABIBOO建筑工作室的创始人兼建筑团队负责人阿尔弗雷多·穆尼奥斯（Alfredo Munoz）在接受《有趣的工程》视觉采访时表示。
ABIBOO计划在火星的悬崖表面钻出庞大的隧道网，在这些隧道内建立巨型建筑，并将它们连接成更大的“宏观建筑”。但在挖掘隧道之前，还有一系列工作——要跟进技术、要在火星上找到合适的位置、要转移施工团队和设备、还要从火星环境中生产可持续的材料。简而言之，我们必须在火星上，建设城市。
火星悬崖上向外凸出的城市模型。图源：ABIBOO/SONet
建设火星上的可持续发展城市
穆尼奥斯表示：“我们首先需要转移第一批货物，埃隆·马斯克以及像SpaceX这样的航天机构至关重要，因为Nüwa城仅仅只是一个更大规模的运作的开始。”但在25万居民迁徙之前，最早一批的太空工程师团队，就要面临巨大挑战。“要每隔好几年，才能有一次登陆火星的机会，因此为了尽可能让火星上的城市达到临界的最大规模，我们的科学技术需要指数式的高速发展——直到我们具备物资迁移的条件为止。”
火星上的第一座城市被命名为“Nüwa”，她将承载着直径32.8英尺（10米）的隧道——“这个问题如今的技术也能解决。”但这并不是最艰巨的任务。想在火星上殖民，几十年来最具挑战性的问题，而是如何把足够的物资转移到另一个星球上。如果从月球上把物资发射到火星上，节能又省钱，但要想把这么多的物资运送3400万英里（5460万公里）可不是件容易事儿，就连只运送几个街区的距离都必定举步维艰。
建设Nüwa城，关键在于城市的基础设计。“想让这座城市建设和运作起来，能用的地球上的资源非常少。大部分材料必须在火星上生产。这也就是为什么要建五个不同的城市，因为所需的一切资源不可能仅从一个地方获得。”对地球而言，可持续发展意味着：能达到同等发展目标的前提下，避免能量和资源的浪费，并且不污染环境。穆尼奥斯 反问道：“既然我们可以在纽约生产材料，为什么还要把材料从巴厘岛带到纽约呢?”他认为，可持续发展“不仅是不破坏环境，更是用最少资源、实现最大效益。”
实现火星上的可持续发展，窍门在于“不污染水资源的前提下，以经济、可扩展的方式建设城市，” Munoz说道，“这不仅仅关乎保护环境，还在于如何巧妙地利用环境。”
居民登陆Nüwa城的景象。图源：ABIBOO / SONet
氧气、水、二氧化碳、大量钢铁
然而，无论是在火星上还是在地球上，任何城市要想繁荣，都需要大量的水和二氧化碳（CO2）。穆尼奥斯告诉记者：“构建城市时，钢铁是用的最多的材料。但建立Nüwa城，另一个至关重要的因素，是要具备转化和生产氧气的能力。”尽管，有不少人提议，可以通过植物产生氧气，但是穆尼奥斯和ABIBOO认为，这并不足以支撑整个城市的人口。“根据我们的分析，在一个能维持生命的系统中，仅仅依靠‘植被产氧’是不够的。” 美国航空航天局（NASA）的“毅力”号探测器因此展开实验，探究火星上获取氧气的方法。在ABIBOO公司，“核心的科学家们正在考虑，可以运输使用过的空气，产生用于呼吸的空气……这跟冰箱几乎是一个道理”。
“大部分土木工程的艰苦工作将由机器人来完成，虽然人类不可能完成所有的工作，但是他们可以监督机器人工作。”尽管也有人提过用机器人建造隧道的想法，但在悬崖边上的隧道里具体建什么，却是由ABIBOO第一个提出的。“‘宏观建筑’其实是我们创造的一个概念，它由很多自成一体、功能齐全的模块共同组成。”整个宏观建筑就像一个巨型乐高积木，只不过配备了中央供暖系统。
火星上一个城市模块的内部景象。图源：ABIBOO / SONet
3 “宏观建筑”将迎接重重挑战
每座宏观建筑有半英里（800米）宽，656英尺（200米）高，492英尺（150米）深——几乎和纽约市中央公园一样宽。穆尼奥斯表示：“每座宏观建筑将包含12个模块建筑，每个模块建筑都由相互关联的3D隧道组成。”但这个计划，并不是要重复中产阶级社区千篇一律的美学。因为这12个模块 “每个都与众不同”，它们相互协作，转化功能模式，创造与众不同的建筑整体。
各种“宏观建筑”的示意图。图源：ABIBOO / SONet
在功能上，这些巨型建筑会结合工作场所和住宅模块，但概念上，其实是一些更适合居住，另一些更适合商业用途。“每座宏观建筑也各不相同”，正是因为这样，才创造出了“巨大的多样性”。由于隧道相互连接的方式各异， 因此各模块的排列也不固定，共同造就了每座宏观建筑独特之处。
工作和居住模块会通过高速电梯系统彼此相连。图源：ABIBOO / SONet
在悬崖的一侧建造城市是一个明智的决定，因为在火星表面上问题比比皆是。火星被“淹没”在太阳辐射中，悬崖便成为了一个天然的屏障，抵御地球上任何地方都无法抵挡的辐射。火星上的另一个问题，是过低的气压。“与地球上的建筑物倒塌相比，火星上建筑物更可能因为环境的低气压爆炸。人类和动物需要的气压只是地球海平面大气压的70%，建筑物内有80%的大气压”，因此在火星上，如果不断让气球膨胀到这个内部压力，“在某一时刻它就会爆炸”。这对火星上的任何城市而言都是糟糕的结局。
“建筑越大，压力就越大——建筑所需的结构量就会增加，同时也需要将其更牢固地固定在地面上。”因为，如果建筑中含有比外部大气压力更高的空气，整个建筑最终就会升到火星的天空中。这意味着，要想生产化学品，必须在厚筒仓内进行，以避免因压差而发生的爆炸。火星上当然还存在着其他的挑战，比如重力较低，以及热量容易流失到外部环境。穆尼奥斯认为，通过在地下建造房子，“很多问题就能迎刃而解”。
Nüwa城的大面积庭院。图源：ABIBOO / SONet
Nüwa城可能是迄今为止最先进的城市
不过，假设一个孩子从小就在这样的地下洞穴中长大，这对心理健康可不是什么好事，当然也不能很好地激励人们移民火星。“所以，我们旋转个90度。我们把一切建筑都位于地下，由于我们可以进入悬崖的另一边，因此，不妨打穿悬崖，既能让直射的阳光照进室内，又能将人们隔绝于外界的恶劣环境。”在城市上方、山顶的平台上，可以种植用于生产食物的植被，那里能“为植物提供适合生长的巨大能量”，“一方面人类不能进入这块种植区域，另一方面，植物也不需要室内那么大的气压。”
城市内部图，可将火星地平线尽收眼底。图源：ABIBOO / SONet
然而，在过去的十年里，也有其他在火星悬崖上建造城市的提议。2016年的火星城市设计竞赛里冒出了一个概念，它从约旦沙漠里的一个有趣的城市——佩特拉得到了启发。但是ABIBOO的理念更进一步。“要为火星提供一个完备且现实的城市建设方案，非同小可。这个方案涉及各个领域，包括生命支持系统、行星地质学、天体物理学、空间工程、生物学、艺术、建筑学、天体生物学、采矿学、心理学、太空法律”等等。SONet是一个多学科融合的团队，他们一直专注于在其他的世界里找到合适的定居之地，并且也提供了这样的科学专业知识。通过Nüwa城和其他未来的火星城市的建设，ABIBOO的目标，是树立全新身份，创造融合科学，诞生艺术，“因此我们也能和我们生活的地方产生更加感性的联系。”
3月份下旬，ABIBOO预测Nüwa城的建设将于2054年启动。但在把第一批宇航员送上火星表面之前，很难预测下一步计划什么时候才能展开。穆尼奥斯说：“所有方案的落实都是先在实验室里开始的，尽管2054年启动建设城市听起来还挺实际，但真正的启动受其他所有因素的影响。”加入SpaceX的首席执行官埃隆·马斯克想要推迟火星计划，那么ABIBOO也会随机应变。“我们需要之前登上火星的宇航员们带来的分析数据，找到火星上合适的选址，不然是没法建设Nüwa城的。”不过，一旦Nüwa城真正开始建设，拥有技术最先进的人类城市的，将不再是地球，而是火星。
BY: Brad Bergan
FY: 小戴同学
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