走,移民火星去
2020-05-09曹正良
曹正良
根据世界人口数据统计,目前为止地球上大约生活着78亿的人,这个数据还在不断地上升,除去一些自然条件极端恶劣、不适宜人类生存的地方,地球上可以说人满为患、越来越拥挤。移民太空,成为很多人的一个大胆追求。
火星是目前科学家勘探到的环境最接近地球的星球。如果要寻找另外一个适合人类居住的星球,火星肯定是第一候选。火星这颗让古代人类充满幻想的星球,如今又成为人类的希望所在。
“宜居”的火星
火星比地球小一些,半径为地球的53%,体积为地球的15%,质量为地球的11%,表面重力为地球的38%。火星有稀薄的大气,95%是二氧化碳,还有3%的氮,大气密度约为地球大气的1%。火星每24.63小时自转一圈,这说明火星的一天时间跟地球非常接近。并且火星在一条椭圆轨道上以25.2。的倾斜角绕太阳公转,周期为687天,因而与地球一样,火星有四季分明的气候,冬季最低温度为-125℃,夏季最高22℃,全年平均气温-63℃。这样的自然状态虽然仍不适合人类居住,但与月球相比,可说有天壤之别。虽然在火星上还看不到液态水,但迄今探测发现的大量水流痕迹,至少说明火星上曾经有过滔滔大水,而且科学家们也发现火星两极有大量的冰存在。
此外,火星上的绿黏土和火山灰,有利于植物生长。火星大气中有足够的二氧化碳气体,可提高植物光合作用的效能,使农作物获得比地球上更大的丰收。火星上到处都是氧化铁等氧化物质,可还原出氧气来。火星上有丰富的能源,风能比地球上要丰富得多;火星上有地热能;还可利用二氧化碳和氢制造甲烷燃料;也可用重氢进行核发电等等。火星上有火山活动和水流冲击形成的各种金属富矿,这比散布在土石中的月球金属元素优越得多。
如何移民火星
在众多热衷火星移民的“火星发烧友”中,最积极的要算美国著名的“火星协会”了。该协会已经制定出一套详细的改造火星计划,而且如“愚公移山”一般地逐步实施这个惊世骇俗的移民计划,也许1000年后,当温室效应最终摧毁我们家园的时候,这一移民计划会成为人类的“诺亚方舟”。
1.让火星变暖
与地球相比,火星算是一颗寒冷的星球,要使火星的冰冻物质完全融化,至少需要使火星的外层大气达到40℃左右。与地球正在努力遏制温室效应不同,“火星协会”表示人类将要在火星上制造一场“巨大的温室效应”。在计划中,完成这一步的时间为2150年左右。有人提出了3个让火星变暧的方案,其中第三种方案得到许多科学家的赞同。
方案一:太空鏡
让火星变暖的第一个方案是一面大镜子,这面镜子的直径将超过120千米,在火星表面21千米以上的轨道运行。这面镜子将把太阳光反射到火星指定区域,以释放出冷冻地表下面的大气和水。不过,这面太空镜子太大了,以人类现有的科学水平还造不出这样的太空镜。
方案二:小行星撞击
太空中很多小行星都是由冷冻的氨气构成的,而氨气则是重要的温室气体。第二个方案是让一颗直径2.5千米左右的小行星去撞击火星,撞击产生的巨大能量将使火星上的1万亿吨冰融化成水,而小行星撞击后释放的氨气也可以让火星大幅升温。科学家估计,40次这样的撞击就可以使火星达到适合人类居住的水平。不过,实现这一方案的科学难度也很大。
方案三:制造温室气体
第三个方案是在火星上人工制造温室气体,这是被认为最为可行的方案。科学家认为四氟化碳是最有效的温室气体,他们计划在火星上建几处化工厂,不停地制造四氟化碳。根据计算,如果每小时排放1000吨这种气体,30年内火星的平均温度将升高27.8℃。这项过程预计耗能5000兆瓦,5个核电站就可以满足这些能量需求。
2.释放大气
火星上只有稀薄的大气,但在30亿年前,火星的表面包裹着厚厚的二氧化碳大气层。由于火星变冷,大部分二氧化碳都被土壤吸收冷冻起来。当人类完成改造火星第一步后,温暖的气候将使这些二氧化碳释放出来。科学家表示,“土壤中释放出来的二氧化碳可以在20年内让火星温度再升高5.6℃,这时候一些冰开始融化成水,水也开始蒸发,并形成雨雪等天气现象。”根据计算,到2200年,火星表面将拥有0.1个大气压的二氧化碳。
3.种植植物,收获氧气
随着土壤中二氧化碳的不断释放,到2250年,火星上的大气含量将达到0.21个大气压,相当于地球的1/5,其中大部分是二氧化碳。此时的火星居民不用穿太空服就可以走出户外,当然他们还需要氧气袋;普通飞机可以在火星上起降;人们还将建设一个带有穹顶的封闭型城市。
人类的火星改造计划
一旦火星赤道附近的温度长年保持在0℃以上,火星上就可以有稳定的液态水供应,到2250年,火星已经可以生长植物,最先考虑培育的,应该是能够促进光合作用的菌类和苔藓。植物的生长意味着氧气的产生,光合作用会使二氧化碳逐渐变成氧气。
为了加快制造氧气的速度,火星居民将大规模种植各种植物,并小心处理各种垃圾,因为垃圾腐败会制造大量二氧化碳。此外,基因工程将帮上大忙,届时科学家将培育出能释放更多氧气的“超级植物”。
根据规划,50年内就可以制造大气,再过50年可以在火星上散步,但收获氧气则是一个漫长的过程,因为要使火星植物释放出足够人类自由呼吸的氧气,大概需要1000年。在这1000年里,火星居民要不停地种植、收获,努力“生产”出更多的氧气。
1000年的时间,对于人类个体或许漫长,但是对于人类的发展历史来说,这个时间长度还是值得等待的。到那个时候,火星环境的“地球化”已经基本改造完成,小伙伴们,你现在相信人类可以移民火星了吗?
(责任编辑:赵梦祺 责任校对:曹伟)