在近期舉辦的美國地球物理聯(lián)合會（AGU）年會上，哈佛大學(xué)研究團隊公布了一項頗具創(chuàng)新性的火星定居方案：利用火星豐富的冰資源構(gòu)建人類棲息地。這一設(shè)想為未來火星探索提供了全新思路，引發(fā)科學(xué)界廣泛關(guān)注。

帶領(lǐng)該團隊的哈佛大學(xué)行星科學(xué)家羅賓·沃茲沃斯（Robin Wordsworth）指出，火星表面及地下蘊藏著超過500萬立方公里的冰資源。這些冰層不僅儲量豐富，且分布廣泛，為建造防護性棲息地提供了理想材料。研究團隊通過數(shù)學(xué)模型驗證了冰結(jié)構(gòu)的可行性，發(fā)現(xiàn)數(shù)米厚的冰層能將火星常見的-120°C極端低溫提升至-20°C，雖仍寒冷但足以維持冰體穩(wěn)定，為人類活動創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

在建材選擇上，團隊對比了冰與火星風(fēng)化層（塵埃和碎石）的優(yōu)劣。沃茲沃斯解釋，利用風(fēng)化層需篩分大量硅、氧元素并高溫熔煉制成玻璃，能耗極高且工藝復(fù)雜。而冰資源獲取更為便捷，受地球冰洞啟發(fā)，研究團隊設(shè)計了占地約1公頃的穹頂式冰棲息地，內(nèi)部劃分為居住區(qū)與農(nóng)業(yè)區(qū)，既滿足生活需求又支持植物生長。

為提升冰結(jié)構(gòu)的性能，團隊提出了多項創(chuàng)新技術(shù)。通過摻入富含聚合物鏈的水凝膠，冰的抗壓性與柔韌性顯著增強；針對火星低壓環(huán)境下冰易直接升華的問題，建議添加防水涂層抑制氣體逸散，盡管初期涂層材料可能需從地球運輸。冰層的光學(xué)特性成為關(guān)鍵優(yōu)勢：模型顯示，冰能阻擋大部分紫外線，同時允許可見光和紅外線透過，既保護人類免受輻射傷害，又為植物光合作用和宇航員心理健康提供自然光熱。

前哈佛本科生、現(xiàn)研發(fā)中心系統(tǒng)工程師拉菲德·奎尤姆（Rafid Quayum）主導(dǎo)了具體設(shè)計工作。他表示，冰棲息地的靈感源于地球冰洞的天然隔熱與透光特性，通過穹頂結(jié)構(gòu)最大化利用冰的物理優(yōu)勢。數(shù)學(xué)模型進一步證實，冰層在結(jié)構(gòu)強度、隔熱性能和光學(xué)特性上均優(yōu)于傳統(tǒng)材料，為火星定居提供了科學(xué)依據(jù)。

然而，該方案仍面臨多重挑戰(zhàn)。首要問題是工程量巨大：以現(xiàn)有能源水平（相當(dāng)于國際空間站功率）計算，每天僅能處理約15平方米的冰建材，大規(guī)模建設(shè)需突破能源限制。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的阿多馬斯·瓦蘭蒂納斯（Adomas Valantinas）指出，火星頻繁的塵暴會覆蓋冰層表面，削弱其透光與隔熱效果，需研發(fā)防塵技術(shù)或定期維護機制。盡管如此，這一方案仍為火星探索開辟了新路徑，其創(chuàng)新性設(shè)計為未來太空殖民提供了重要參考。