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太阳系置业报告

2019-04-12史宇

齐鲁周刊 2019年7期
关键词:金星太阳系宜居

史宇

《流浪地球》中,让美国人不理解的是:“我们美国人拍科幻片一旦地球出现危机就离开了,会去寻找一个新的星球。而你们中国人不是,你们跑路都带着家。”

一光年约有九万四千六百亿公里,太阳系与最近的恒星比邻星的距离是4.3光年。在如此浩大、宽广的世界中,人类从未放弃过寻找一个可供人类生老病死、相爱相爱的星球。带着地球,或者告别地球,在宇宙中漂泊,去下一个恒星系开天辟地、买房置业,这是我们这样的文明的庸俗之处,也是生存意义上的一种终极浪漫。

“土卫二”的浪漫幻想

对于搬离赖以生存的地球,迁往太阳系中另外的宜居星球,人类已经幻想了很长时间。

其中,最为主流的说法就是:在几十亿年后,太阳膨胀成了一颗红巨星,地球上的海水将被蒸干,大气被灼烧殆尽。地球上的生命彻底终结,但是在外层太阳系,好戏才刚刚开始。木卫二和土卫二将会融化成一片汪洋,为任何后人类时代的生命形式提供避难所,而它们原本的家园已浸泡在了岩浆里。

根据美国天文学家拉美西斯·拉米雷兹和丽萨·卡尔滕内格所建立的新模型,这至少是人类和太阳系一种可能的命运。科学家们研究发现,随着我们的太阳衰老膨胀,外层太阳系中的冰冻卫星可能会变得宜居。

“我们已经知道,未来太阳会变得过于炎热和明亮,使得地球上的生命无法存活,”卡尔滕内格表示,“科幻小说经常讲述人类搬到火星或更远的地方居住的故事。现在我们知道该往哪儿搬了。”

这一研究为人类的浪漫幻想——在太阳衰老后移民到离太阳更远的轨道——提供了支持,它同时还意味着,现在被困于冰冻卫星表面之下的任何外星生命都有可能在五十亿年后大爆发,当环境越来越热,这些生命将开始繁衍和演化。

到目前为止,热衷于在太阳系之外寻找宜居世界的天文学家们非常关注那些与地球相似的行星和与太阳相似的恒星。

当科学家们的推演成真,太阳在大约五十亿年后膨胀成一个红巨星时,寒冷的外层地区会变得更宜居。而类似的宜居带的演化将在整个银河系范围内上演。

在做了一系列模拟后,拉米雷兹和卡尔滕内格得出结论,未来太阳系的红巨星宜居带将会持续大约五亿年。但质量较小的恒星能维持红巨星状态长达九十亿年,其宜居带维持的时间比地球上的生命存在至今的时间还要长。

近年来,木卫二和土卫二这两颗外层太阳系的冰冻卫星已被标记为外星生命可能的居住堡垒。这两颗卫星都有高温岩质的核心,而且就土卫二而言,已经有确凿的证据证明在其整个星球表面之下有海洋存在。这个研究中的一个非常吸引人的暗示是,像土卫二这样的冰冷世界,在遥远的未来也许会演化成一个水上天堂。到那个时候,任何被封锁在深海的生命也许会延伸至表面,产生与地球相似的生物圈,可以被外星球上的天文学家观测到。

若是人类真的有机会在未来去土卫二生存,那么他们所要考虑的也许是建造一个巨大的深海城堡。

在火星上盖房子

一直以来,人类寻找宜居星球工作的重心都放在火星。它的自转周期和地球相似,只是离太阳远了一点。火星表面也有水,虽然是冰冻的。至少它过去有大量的水,而且还可能有过生命。

虽然人们常把火星当作最好的改造对象,但要在火星上生活,挑战是巨大的。今天火星的大气不足以保留液态水,而且任何对其大气进行改造的努力都会困难重重。太阳风会不断地把它剥掉,火星却没有磁场能够保护自己。这一切都要归咎于火星的体积,它太小了,内核比地球冷却得要快。重新激活火星磁场几乎是不可能的,所以只好用烧炭来维持气压。

在很多科幻文学中,作者将移民火星作为创作的主题。而科学家们的发现也逐渐为这些说法提供支撑。近年来,甚至有科学家研究发现:火星土壤或许能直接充当建筑材料。

根据这项材料科学的研究报告称,科学家模拟了火星壤,也就是化学成分与火星土壤极其相似的物质,可以被压缩成固体,而这种固体具有充当建筑材料的潜力。研究团队还发现,火星土壤中常见的纳米颗粒氧化铁在这一过程中充当了黏合剂。由此科学家认为,火星上的自黏性土壤可被进一步压缩成高强度的结构材料。

就地取材建房子之前,总还是要有个临时住所——居住舱。居住舱具有温度、湿度和空气调节功能,航天员在居住舱内活动不需要穿着笨重的舱外宇航服,他们可以穿得和地面上一样。这是人类未来探索火星之前,必须要解决的重要前提。

现实中,NASA在休斯敦的约翰逊航天中心建立了火星生存模拟系统,航天员在那里进行训练,为在火星上长期生存做准备。火星生存模拟系统拥有独立的生命保障系统,分为上下两层,包括起居间、工作站及模拟气闸舱。根据实验效果,目前这套系统还在进一步改进,以适应未来的火星表面生存和作业。

除此之外,想要实现在火星上居住人类还需解决大量的问题。比如在火星上人类所要承受的辐射、还有水与氧气、食物等众多问题。

火星的自然环境与地球最相似,是太阳系中唯一经改造后适合人类长期居住的天体。然而,人类探索火星的道路将充满挑战,但这种挑战和冒险精神,才是人类社会蓬勃发展的原生动力。在未来可预见的时间内,人类将首次登陆火星表面,实现载人登陆火星后,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。

“殖民金星”计划

在所有的“地球移民”计划里,“殖民金星”是一个听起来有点疯狂的畅想。

虽然这个世界的温度无论昼夜常年维持在465℃,足以烧死一切生物;虽然人类造访这个世界的探测器最长只工作了几秒;虽然人类一到那里都会变成外焦里嫩的烤肉。但这并不妨碍人类做出大胆假设。

很难想象金星能够成为候选地,它的大气压是地球90倍,覆盖全球的硫酸云能把太阳热量的90%都保留下来。除非,人类把目光投向金星最柔弱的部分——大气——并把这种柔弱变成一种强大的力量。地球大氣的78%是氮 ,21%是氧,这是两种非常轻的气体。而金星大气96.5%是二氧化碳,大气的稠密程度比地球高50%。

这意味着假如用地球上的空气充一个气球,它在金星上是能够飞起来的。而且由于金星上存在盛行风,这个气球每110小时就能作一次环球旅行。

如果用钢铁来制造一个“气球”,只需2.5cm厚,无所谓形状,里面充满空气,气压和地球保持一致。然后把这艘“飞艇”送到金星,它就会漂浮在距金星地表50-65公里的地方。在这个高度,金星的气压、温度和地球是相当的,而且高于恐怖的硫酸云。

这里也能免受太阳风的伤害,不过起作用的并非金星磁场,而是距金星表面150-300公里处的电离层。金星的上层大气可能是太阳系内最像地球的环境。事实上已经有人在推测,这里可能已经存在着生命。

在这个阳光强烈的地方,人类只要自己解决食物问题,只要保护我们的设备不被硫酸云腐蚀,便可以用太阳能电板来发电。从金星大气中获取有用的成份,比如水和二氧化碳,然后用水培技术种庄稼,所以人类只需带上氮气和氧气,然后就可以开始建设一个漂浮在空中的文明了。

事实上NASA已经有了这方面的设想,用“飞艇”载着宇航员在金星探险。科学家会在金星轨道上部署一个中继探测器,用来传输飞行器探测到的数据,多年来科学家渴望了解关于金星大气的一些谜团,这颗地球姊妹行星的命运与地球截然不同。

当然,这些在未发生之前都是一种假设。也很可能等到外层太阳系变得宜居,我们的后代已经生活在穿越半个银河系才能到达的戴森球中的一架云服务器上。然而,没有人知道未来究竟会怎样。也许一些“顽固派”会选择留在地球上,迎接残酷的结局,等待着用聚变推进器把我们的古老家园推到安全的地方去。

无论如何,生命还有很多选择,人类的“置业大计”永不停歇。

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