一、20年后的火星世界
科幻是基于科学现实的未来展望。10月2日，好莱坞年度科幻大片《火星救援》在北美上映，逼真地展现了20年后人类登陆火星的场景。作为太阳系八大行星之一，人类为何对火星情有独钟？
纵观太阳系演化历史，我们发现人类的命运其实十分脆弱，面临地震和海啸、火山爆发、小天体撞击、地球磁极倒转、超级太阳风暴等重大灾难，这些灾难甚至可能导致地球生命大灭绝。因此，人类必须有足够的危机感和紧迫感，在灭顶之灾来临前，找到可以延续人类火种的避难所。
由于航天运输能力的限制，人类还无法飞出太阳系。而在太阳系内，只有火星的自然环境与地球最相似，是人类移居外星球的首选目标。人类迄今已开展42次火星探测，1996年以来就已发射11颗探测器，取得大量探测资料。火星已成为除地球外人类认识程度最高的行星，甚至超过人类已经登陆过的月球。
实现人类首次登月让美国在空间争霸中击败对手，自最后一次阿波罗登月至今已过去43年。载人航天被长期限制在地球轨道，这种状态已经到了必须改变的时刻。未来，NASA将逐步退出低轨道航天飞行和商业发射，把这些任务承包给民营企业，激活民间热情并显著降低发射成本。政府将集中力量发展月球以及更远的深空探测，载人登陆火星就是其中的首要目标。如今的载人航天已经到了突破地球引力束缚，为实现载人登陆火星而努力的关键阶段。
载人登陆火星不仅需要丰富的知识积累、坚实的技术储备、专业全面的人才队伍，还需要合适的政治气候和民意支持。美国人对火星怀有浓厚兴趣，NASA的火星任务一直得到民众支持。美国火星任务的成功率达70%，21次任务中17次获得成功。特别是本世纪的火星任务全部成功。作为一个鼓励冒险、创新和探索精神的移民国家，实现人类首次登陆火星的目标在美国无疑具有强大的号召力。
不管是载人重返月球还是载人登小行星，瞄准的都是实现载人登火星，只是实现途径不同而已。基于对科学发展战略的认识，我们不妨作一个大胆的预测，人类将在未来20年内（2035年前）首次踏上火星表面，航天员乘组可能是美国人或美国牵头的国际合作小组。而后人类将朝着建立火星前哨站、改造火星环境、火星移民的长远目标逐步迈进。
2013年，荷兰一家私人公司曾推出火星移民计划，将挑选两男两女于2023年登陆火星并定居，多位华裔入选100人候选名单。但用单程票前往火星的冒险行为只是一种商业炒作，真正的载人登陆火星必须是往返双程，使航天员到火星后还有机会返回。
相较之下，《火星救援》是一部具有超强现实感的硬科幻大片，具有坚实的科学基础，其中幻想的成分很少，真实模拟了NASA将要实施的载人火星旅行。
《火星救援》整个故事发生的时间，以及探索火星采用的技术手段，很多是根据NASA的载人登陆火星计划演化而来的。影片中用到了大量NASA正在研发或已真实应用于太空探索的高技术装备。在观看电影的过程中，你将看到大量的火星科学常识和尖端的航天技术，你会被这些触手可及的未来深深打动，因此，观看科幻大片的过程也是一次科学传播的盛宴。
随着科技的发展，太空科幻作品与现实航天科技的界线越来越模糊，昨天曾经畅想的太空科幻，已在今日成为现实。与超炫超玄的《星际穿越》相比，《火星救援》里没有令人大脑缺氧的天体物理公式，只有一个被遗弃的太空农夫，在荒芜寂静的火星上种他的土豆。
二、火箭与飞船
1.地火运输的战神号火箭
《火星救援》影片中出现过三种火箭，分别是NASA的战神3号和战神4号火箭，以及中国的太阳神重型火箭。航天员飞往火星搭载的是战神3号火箭，而马克为了返回地球，需要在火星上长途跋涉3200公里，找到的是战神4号火箭的返回舱。战神4号之前已经着陆到火星上，马克要在适当的节点把自己发射升空，与在太空中等候他的战神3号队员汇合，然后返回地球。
在现实中，战神系列火箭是NASA正在研制的新一代运载火箭，包括载人火箭和货运火箭两种类型，主要用于载人重返月球和载人登陆火星的航天飞行，这也是以载人重返月球和建立月球基地为目标的星座计划主要任务之一。2009年，星座计划被取消，但战神系列火箭和载人飞船的研制任务得以保留。
其中，战神1号运载火箭是星座计划中负责运送航天员乘组的载人火箭。火箭直径5.5 米、高94 米，分两级点火，其中第一级为固体燃料发动机，第二级为液氢液氧燃料发动机。近地轨道运载能力为有效载荷25吨。作为载人火箭，战神1号具有高安全性、高可靠性，以及相对较低的发射成本，主要用于将猎户座号载人飞船发射到太空，与货运飞船对接后飞往月球或火星。
2009年10月28日23时30分，为实施重返月球计划而研发的“战神I-X”火箭美国佛罗里达州在肯尼迪航天中心39B发射台进行首次测试飞行，目的是收集飞行数据。火箭起飞重量816吨，最大推力1360吨，总飞行时间369秒，试验获得了成功。
战神5号火箭是星座计划中的货运火箭。直径8.40米、高度116米，同样分两级点火，均为液氢液氧燃料发动机。在重返月球计划中，战神5号火箭运载牵牛星号登月舱和地球出发级，与战神1号火箭运载的猎户座载人飞船在地球轨道对接后，组合在一起飞向月球。战神5号预计2018年首次发射。
在国内，随着中国经济实力逐渐增强，未来也将开展载人深空探测活动，研制新型载人火箭和重型运载火箭将是必然趋势。影片显示中国将在2030年试飞太阳神号重型运载火箭。不过，中国不太可能用太阳神来命名火箭，我们正在研制的火箭都属于长征系列。
战神5号火箭艺术图（©NASA）
