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最近,馬斯克接受採訪時候表示,未來三十年內要將100萬人送到火星 。此言一出,網路上炸了鍋,各種評論都有,有嘲諷的、有鼓勵的、有期待的……畢竟還有三十年時間,在座的各位都有很大機率可以看到,不至於遙不可及。

先不說馬斯克是否靠譜,但就目前地球而言,將人類搬遷火星確實有必要。一是深空探索的需要,深入太空腹地的探索,僅僅依靠地球這個據點,就有點不靠譜了;二是地球上資源的需要,人類越來越多,地球資源日益匱乏,人類為了資源而戰是遲早的事情。而其他星球上有各種資源,可以解決人類未來的需求;三是從人類長遠發展考慮,如果都居住在地球上,不管是未來哪種風險的出現,都可能導致全人類的滅絕。定居到各個星球,也是人類未來發展的需要,而火星正是第一個可供選擇的。

雖然離火星不是離地球最近的行星,但是確實太陽系行星中與地球最相似的,綜合環境也是比較接近地球的,我們看簡單的看看火星的情況,是否適合人類居住。

火星在太陽系八大行星中排位第四的,與地球相鄰,平均直徑為6790公里,約為地球的一半。與太陽的距離約為2.28億公里,公轉一圈為687地球天,自轉一圈為地球時間24小時37分22.6秒。火星的自轉軸與地球一樣,也是傾斜的,同時還擁有兩顆天體衛星,如果在火星定居,就能看到兩個月亮了。

從適合人類居住方面考慮,我們主要看如下幾個方面:

第一是大氣層:火星與地球一樣有大氣層的,也有一年四季的變化。但是火星的大氣層不僅密度遠遠低於地球,只有約700帕(地球是101000帕),不到地球的百分之一。而且火星大氣層的主要成分與地球也不一樣,地球主要是氮氣和氧氣,而火星主要是二氧化碳,佔比達到95%以上。其次是氮氣和氬氣,此外還有少量的氧(佔比約0.15%)和水蒸氣。從上面資料看來,火星幾乎沒有人類所需要的氧氣,而且大氣壓也是遠遠達不到人類生存所需。

第二是溫度:火星比地球離太遠元,而且軌道也是橢圓的。因此,在接受太陽照射的地方,近日點和遠日點之間的溫差將近160攝氏度。由於火星大氣淡薄,沒有地質運動,不能產生明顯的室溫效應,火星上的平均溫度大約為-55℃,比地球低了約70℃,但溫差巨大,冬天可達到-133℃,到夏日白天卻將近27℃。這樣的溫度,沒有保溫設施人類也是難以生存的。

第三就是水:人類為了在火星上尋找水,確實花費巨大的精力和物力。NASA科學家證實,在季節性斜坡紋線(RSL)附近發現了液態水,但是可能鹽分極高,不能直接飲用。不過,火星上存在大量的固態水——冰。科學家們從火星偵察軌道器(MRO)傳回的高清影象上,得知火星上至少有8處冰層,有的厚度達100米。這意味著火星擁有豐富水資源,且不難開採。因此,就水而言,對於人類生存不算特大問題。

當然,除了上面狀況外,火星上還有很多問題需要人類面對的,比如說沙塵暴,火星的沙塵暴經常都是全球性的,遮天蓋日,終日不見Sunny。火星上的磁場很弱,只有地球的0.1%~0.2%,地球上很多科技產品可能都會受到影響。還有就是宇宙輻射問題,由於大氣層稀薄,火星上受到宇宙輻射比空間站還高2~3倍。火星的土壤中含氧化鐵成分、含硫成分很高,這也使得火星土壤的顏色成深紅色,沒有有機物,沒改造前是不能種植任何植物。

如果真的要到火星居住,勢必就會需要對火星環境進行改造。科學家建議,對火星的環境改造需要分成兩步走:第一步就是形成生態系統;第二步就是形成類地球環境。

所謂形成生態系統,就是在當前不毛之地的火星表面,製造一個無氧的生物環境。要形成無氧的生物環境,就需要有充足的液態水,減少到達火星表面的紫外線,並且逐漸增加大氣中氧和氮的含量。當然,上面對火星環境改造過程,很多條件都是相互影響的。比如說當大氣的密度和厚度增加時,它既可以阻擋和吸收紫外線輻射,又可以產生溫室效應,從而提高火星表面的溫度。而當火星表面溫度提高時,可以融化火星兩極的冰川,甚至融化永凍土中的冰,從而解決液態水的問題。實現這個步驟的,科學家們提出了很多方法,其中包括減少火星極冠的反射率、太陽反射鏡、小行星撞擊和在火星上進行核爆炸等,先用於提高火星表面溫度。

形成類似地球環境的最終目標是在火星上形成一個與地球完全相似的生物圈,能夠適合於人類的居住。第一步是在火星的某些條件稍好的地方引進地球上的微生物,這種微生物的特點是要能利用太Sunny作為能源,在代謝過程中不需要複雜的有機物(當然,這種生物目前還沒有,需要利用生物技術進行培養)。 在火星上引進地球的微生物後,可以改變火星大氣的成分,特別是增加氮的含量。在成功地引進微生物後,下一步就是在火星上種植植物,因為只有植物才能將火星大氣中的二氧化碳轉變成氧。首批在火星上生長的植物可能也是生物和轉基因技術培養出來的產物,因為目前地球上還沒有植物可以適此時的火星的境。此外,這種植物還要自己授粉,或者由風授粉,因為在這時候的火星還沒有昆蟲。當植物種植成功後,再下一步就是引進動物了。隨著初步生物圈的構成,就可以開始建立多樣化的生物圈,這種多樣性有利於保障火星生物圈的穩定。

最後當然就是初步人類的移居了,初步人類的移居,主要是改善和補充生物圈的不完善,同時去建造適合人類居住的基礎設施。當大量移民開始在火星上定居時,人類的生產和生活將加速火星環境的改造,從而使火星真正成為人類的第二故鄉。

當然,這樣的一個過程,需要幾個世紀甚至更長的時間。對於目前人類浮躁的性子,看來是有點久,不少科學家目前就在思考快速改變火星環境的方法,其中馬斯克就是走在最前面的一個。馬斯克的觀點認為,利用核彈融化火星兩極的冰層來釋放二氧化碳的做法,可以增加大氣壓力,使得液態水在某些地區一天中最熱的時候得以存在。按照馬斯克的想法,只要幾十年,甚至十幾年時間,就可以讓火星區域性實現人類定居。

目前spacex已經在建造星際飛船原型機,並且已經取得一定進展,其目的就是將人類達火星。雖然可能火星的環境難以短時間改造至適合人類生存,但是可以通過建造大房子或者在地下挖洞,在小環境中實現人類的定居。有了人類的居住,再去逐步改變火星環境,也未必不是一個可行的方法。

期待著人類征服火星,期待著馬斯克夢想的成功,讓我輩也有機會一睹人類衝出太空的盛世壯景!

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