在近日舉行的美國地球物理聯合會（AGU）年會上，哈佛大學研究團隊公布了一項關于火星定居的全新方案。該方案提出利用火星豐富的冰資源建造防護性棲息地，為未來人類登陸火星提供了新的思路。

帶領該團隊的哈佛大學行星科學家羅賓·沃茲沃斯（Robin Wordsworth）介紹，火星表面及地下蘊藏著超過500萬立方公里的冰，這些冰資源為建造棲息地提供了理想的材料。研究團隊認為，相比火星表面的風化層（由塵埃和碎石組成），冰具有更明顯的優勢。風化層若要作為建材，需要篩分其中的硅、氧元素，再經過高溫熔煉制成玻璃，這一過程能耗極高，而冰則更易獲取和利用。

受地球冰洞的啟發，研究團隊將冰棲息地設計為占地約1公頃的穹頂結構，內部劃分為居住區和農業區。前哈佛本科生、現研發中心系統工程師拉菲德·奎尤姆（Rafid Quayum）主導了這一設計工作。他表示，這種結構既能滿足宇航員的居住需求，又能支持植物生長，為長期火星任務提供可持續的生存環境。

數學模型驗證了冰結構的實用性。在隔熱性能方面，數米厚的冰層能夠將內部溫度從火星常見的-120°C提升至-20°C。雖然這一溫度仍不算溫暖，但足以維持冰體的穩定，避免因溫度過低導致結構損壞。在結構強度上，研究團隊通過摻入水凝膠（富含聚合物鏈）顯著提升了冰的抗壓性和柔韌性，使其能夠承受火星表面的極端環境。

針對冰在低壓下直接轉化為氣體（升華）的風險，研究團隊建議添加防水涂層加以抑制。不過，這種涂層材料在初期可能需要從地球運送，待火星本地資源開發成熟后，再逐步實現自給自足。

冰棲息地最大的優勢在于其獨特的光學特性。模型顯示，冰層能夠阻擋大部分紫外線波長，同時允許可見光和紅外線透過。這一特性不僅保護了人類免受電離輻射的傷害，還引入了對植物光合作用以及宇航員生理和心理健康至關重要的自然光熱。

盡管這一方案前景誘人，但仍面臨諸多挑戰。首先是工程量巨大。以現有能源水平（相當于國際空間站的功率）計算，每天僅能處理約15平方米的冰建材，這意味著建造一個完整的棲息地需要漫長的時間。其次，蘇黎世聯邦理工學院的阿多馬斯·瓦蘭蒂納斯（Adomas Valantinas）指出，火星頻繁的塵暴可能會覆蓋冰層，削弱其透光和隔熱優勢，影響棲息地的功能。