埃文·高夫，《今日宇宙》 我们知道火星上、极地和地表下都有水
这些是早期和后期的HiRISE图片，显示了一个新的陨石坑，直径12米，或40英尺，位于火星的阿卡迪亚平原内
他们展示了在火山口挖掘出的水冰是如何随着时间而消退的
这些照片每张35米，或者115英尺宽，拍摄于2008年11月和2009年1月
学分:美国宇航局/JPL-加州理工学院/亚利桑那大学 所以你想殖民火星
嗯，火星离地球很远，为了让一个远离地球支持的殖民地发挥作用，事情必须非常仔细地考虑
包括需要多少人来让它工作
一项新的研究将定居者的最低人数定为110人
这项研究的题目是“在另一个星球上生存的定居者的最小数量”
“作者是让-马克·萨罗蒂，波尔多国家理工学院教授
他的论文发表在《科学报告》上
显然，在另一个星球上建立任何形式的持续存在都需要考虑很多
人会如何组织自己？他们会带什么装备？他们将如何提取原地资源？需要什么样的技能？ 当然，这些问题以前已经讨论过，在这份报告中，萨罗蒂说“已经提出了使用就地资源和不同的社会组织，但是对问题的变量仍然缺乏了解
" 这项研究主要集中在一个问题上:需要多少人？萨罗蒂写道:“我在这里展示了一个数学模型，可以用来确定在另一个星球上的最小定居者数量和生存方式，以火星为例
" SpaceX的星际运输系统将使前往火星和太阳系其他目的地成为可能
或者他们是这样宣称的
信用:SpaceX 在火星殖民方面已经有了很多想法
SpaceX公司表示，他们提出的星际飞船可以搭载100人前往火星
马斯克曾说过要建立一支舰队，这样就有源源不断的资源流向火星
“然而，”萨罗蒂写道，“这是对能力的乐观估计，可重复使用性的可行性仍然不确定，并且飞行器登陆火星和从火星重新发射的资格可能非常困难，需要几十年的时间。”
" 一个类似的动态盘旋在火星殖民地讨论的其他部分
例如，许多研究人员考虑过就地资源利用
气体可以从大气中提取，矿物质可以从土壤中提取
原位资源提取可以提供有机化合物、铁甚至玻璃
萨洛蒂写道，即使我们承认这些想法的可行性，“实施的复杂性仍知之甚少，每年仍需发送的项目数量仍将是一个巨大的挑战。”
殖民地的问题复杂得令人困惑
萨洛蒂研究了一个数学模型，他认为这个模型可以作为思考一个自我维持的群体的良好起点
他的想法的核心是他所说的共享因素，“这使得每个人的时间需求有所减少，例如，如果活动涉及到一个可以由几个人共享的对象的构建
" 解决方案的起点对余下的工作至关重要
会有哪些资源到位？如果一开始就有大量的资源和技术工具，那将会影响剩下的计算
但在某些方面，起点可能不那么关键，原因有二
星际旅行的复杂性、费用和可行性是其中之一
定居者开始使用的设备的寿命是另一回事
每件设备都有寿命
“为了简单起见，”萨罗蒂写道，“这里假设从地球发送的最初数量的资源和工具将是相当有限的，因此，不会对生存有太大影响
“从本质上来说，建立一个依赖于来自地球的简单补给的模型不会有什么帮助
因此，假设蚁群的初始状态是可行的，萨罗蒂将话题转向两个对生存有巨大影响的变量: 当地资源的可用性
基本上，这意味着水，氧气和化学元素
这些资源必须易于开发
产能
把它想象成一张必须生产的东西的清单，比如工具，如果足够多的工具可以在适当的时间框架内生产出来
萨罗蒂在这里研究的是一个等式
资源可用性和生产能力等因素都是等式中的变量
但是萨罗蒂的想法总是回到“分享因素”的概念
" 想象一个在火星上处于殖民状态的孤立个体
他们必须自己完成所有的任务
他们需要建立和/或维护自己的系统来获取饮用水、氧气和发电
每天都没有足够的时间
一个人的负担将是巨大的
艺术家对SpaceX提议的火星阿尔法基地的印象
信用:SpaceX 但是在一个更大的群体中，他们获取饮用水、氧气和发电的技术被更多的人使用
这创造了更多的需求，但也分散了负担
建立和维护所有这些系统的努力现在分散在更多的人身上
本质上，这是萨罗蒂的分享因素
它变得更好
随着人数的增加，有更多专业化的空间
想象一个只有10个人的殖民地
他们中有多少人需要能够修复和维护饮用水系统？还是氧气系统？不能让这些系统失效，所以会有很大一部分人有压力去操作和理解这些系统
萨罗蒂写道，“如果每个定居者都被完全隔离，不可能共享，那么每个人都必须完成所有活动，总时间需求将通过乘以个人数量得到
" 但是如果有100个人，有多少人需要了解那些系统呢？不是所有人
这样其他人就可以专注于其他事情
“…更多的人使得通过专业化提高效率和实施其他行业成为可能，从而允许使用更高效的工具
" 这项研究得出的数字总结了一切
它表明，如果初始人数大于110，则年工作时间能力大于年工作时间要求
信用:萨洛蒂，2020 萨罗蒂认为这种共享因子可以用数学函数来计算和估计
对数学感兴趣的人可以自己检查论文的那一部分
当然，共享因素有一些限制和起点
萨罗蒂写道:“共享因素取决于需求、流程、资源和环境条件，这些因素可能因星球而异。”
这让我们想到了萨罗蒂对“生存领域”的描述
“萨罗蒂概述了在这些计算中需要考虑的五个领域: 生态系统管理能源生产工业建筑人类因素/社会活动 这些大多是不言自明的，但人的因素指的是像抚养和教育孩子这样的事情，以及一些文化活动，如体育、游戏，也许还有音乐
现在萨罗蒂转向火星，这是这种未来计算的主要星球，也是萨罗蒂在论文中提到的星球
群体中需要考虑的五个生存域
信用:莎乐蒂2020 谈到火星，萨罗蒂不是从零开始的
已经有很多科学思考在那个星球上建立一个可持续的人类存在
“火星资源在生命支持、农业和工业生产中的具体应用已经在不同的车间进行了研究，并在报告和书籍中发表，”萨罗蒂解释道
显然，这是一个复杂的问题，为了思考这个问题，必须做出一些假设
任何解决方案要有价值，这些假设必须是诚实的
这里没有科幻小说的地方
萨洛蒂使用的基本假设是，无论出于什么原因，来自地球的供给已经中断，殖民地必须自我维持
他借用了火星协会组织的竞赛中的一个场景，参与者被要求为火星设定一个现实的场景
基本上，萨罗蒂的等式归结为时间
生存需要多少时间
有多少时间
对萨罗蒂来说，平衡时间方程所需的有效人数在火星上是110人
他在结论中写道:“这是基于满足所有生存需求所需的工作时间和个人工作时间能力之间的比较。”
自然，这种性质的工作作出了一些假设，这些假设在论文中有详细说明
“这显然是一个粗略的估计，有许多假设和不确定性，”他写道
但这并没有降低它的有用性
如果在未来的某个时候火星上会有人类殖民地，那么我们需要开发工作模型来指导我们的思维和计划
我们有很多科幻小说和华丽的公告，都是来自拥有大量推特粉丝的人，但那不是真正的工作
“据我们所知，这仍然是第一次基于工程限制对生存的最小个体数量进行定量评估，”萨罗蒂说
1人(左)和110人(右)的工作时间需求分布
信用:莎乐蒂，2020 “我们的方法允许简单的比较，开启了关于最佳生存策略和最佳成功地点的辩论，”他总结道
让辩论开始吧
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