在近日举行的美国地球物理联合会（AGU）年会上，哈佛大学研究团队公布了一项关于火星定居的全新方案。该方案提出利用火星丰富的冰资源建造防护性栖息地，为未来人类登陆火星提供了新的思路。
带领该团队的哈佛大学行星科学家罗宾·沃兹沃斯（Robin Wordsworth）介绍，火星表面及地下蕴藏着超过500万立方公里的冰，这些冰资源为建造栖息地提供了理想的材料。研究团队认为，相比火星表面的风化层（由尘埃和碎石组成），冰具有更明显的优势。风化层若要作为建材，需要筛分其中的硅、氧元素，再经过高温熔炼制成玻璃，这一过程能耗极高，而冰则更易获取和利用。
受地球冰洞的启发，研究团队将冰栖息地设计为占地约1公顷的穹顶结构，内部划分为居住区和农业区。前哈佛本科生、现研发中心系统工程师拉菲德·奎尤姆（Rafid Quayum）主导了这一设计工作。他表示，这种结构既能满足宇航员的居住需求，又能支持植物生长，为长期火星任务提供可持续的生存环境。
数学模型验证了冰结构的实用性。在隔热性能方面，数米厚的冰层能够将内部温度从火星常见的-120°C提升至-20°C。虽然这一温度仍不算温暖，但足以维持冰体的稳定，避免因温度过低导致结构损坏。在结构强度上，研究团队通过掺入水凝胶（富含聚合物链）显著提升了冰的抗压性和柔韧性，使其能够承受火星表面的极端环境。
针对冰在低压下直接转化为气体（升华）的风险，研究团队建议添加防水涂层加以抑制。不过，这种涂层材料在初期可能需要从地球运送，待火星本地资源开发成熟后，再逐步实现自给自足。
冰栖息地最大的优势在于其独特的光学特性。模型显示，冰层能够阻挡大部分紫外线波长，同时允许可见光和红外线透过。这一特性不仅保护了人类免受电离辐射的伤害，还引入了对植物光合作用以及宇航员生理和心理健康至关重要的自然光热。
尽管这一方案前景诱人，但仍面临诸多挑战。首先是工程量巨大。以现有能源水平（相当于国际空间站的功率）计算，每天仅能处理约15平方米的冰建材，这意味着建造一个完整的栖息地需要漫长的时间。其次，苏黎世联邦理工学院的阿多马斯·瓦兰蒂纳斯（Adomas Valantinas）指出，火星频繁的尘暴可能会覆盖冰层，削弱其透光和隔热优势，影响栖息地的功能。
