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2012年12月7日 星期五

未來火星生活 科學家提出“改造火星時間表”

拿正牌照破壞火星環境!好樣的你們!!不過這些史詩式的場面應該在我們有生之年也沒機會看得見了,破壞環境這個使命,還是留待我們的子子孫孫完成吧~
    在科學家眼裏,改造火星雖是一個巨大的工程,需要幾百年甚至上千年的時間,但經過人類的努力是可以實現的,並非天方夜譚。

    第一步加熱
    火星非常乾燥、寒冷,因此,改造火星的第一步,就是對火星加熱,使其升溫。在歐陽自遠看來,提升火星表面溫度的方法有很多,如在空間軌道上架設系列反向鏡,將陽光反射到火星表面;在火星極冠上撒上炭黑,以增加陽光的吸收量促使極冠融化;生產和釋放氯氟烴氣體,增強溫室效應效果;建地熱採集系統,提升地溫;建核電站輸出溫度等。

    焦維新則更看好在“火星軌道建立巨大反射鏡”和“小行星撞擊”這兩種方法,他介紹說,目前科學家提出了兩套架設反射鏡的方案。一是在環火星軌道上架設,將反射鏡放置在距火星32萬公里處,利用這些鏡子反射太陽輻射從而提高火星的表面溫度。反射鏡直徑為250公里,材料為聚酯薄膜,這樣巨大反光鏡的重量將達20萬噸,這意味著它們體形太大而無法從地球發射,不過人們有可能可以利用在太空中找到的材料來建造這些反光鏡。通過反光鏡將陽光集中反射到火星兩極的冰蓋上,使那裏的冰融化,釋放出儲存在冰內的二氧化碳。多年之後,氣溫上升將導致氯氟烴等溫室氣體的釋放。

    第二套方案是將反射鏡覆蓋在火衛一的表面。目前火衛一的軌道還不理想,可以通過人工方法,將火衛一移到穩定的極軌軌道。

    用含有氨的巨大冰凍小行星猛烈撞擊火星也會產生大量的溫室氣體和水。為了實現這一目標,需要在小行星上以某種方式安裝核火箭發動機。100億噸重的小行星撞擊時將產生大約1億3千萬兆瓦的能量。如果有可能控制一顆如此巨大的小行星撞擊火星,那麼一次碰撞產生的能量可以使火星的溫度上升3℃,溫度的突然升高將造成大約一萬億噸的水融化。50年內通過幾次這樣的碰撞,將會創造出溫和的氣候,還可以製造出足以覆蓋星球表面25%的水。

    第二步加氣
    改造火星的第二步是增加大氣濃度,改變大氣組份。與地表升溫同步,極冠的乾冰和水冰將部分融解或昇華成氣態,土壤中的二氧化碳也將釋放出來;為使氧增加,可移植地球上的極地雪山抗旱、抗寒、抗貧瘠的綠色低等自養植物,火星的太陽光強度不足地球一半,可用人工電光源補充,以增強植物光合作用以釋放氧氣,還可通過工業分解火星上豐富的氧化鐵來增加氧氣。如果這些方法太麻煩,有科學家建議乾脆引入“全氟丙烷”,這是一種比二氧化碳有效10000倍的“超級溫室氣體”,如果向火星大氣層中不斷排放這種氣體,將會產生難以想像的連鎖性“溫室效應”,從而讓火星在數百年後變成一個氣候如春、堅冰融化的溫暖濕潤世界。這種“超級溫室氣體”完全可以通過火星表面本身的元素來製造。



    第三步種樹
    第三步是建立火星表面生態環境,從地球運去大批充氣透明塑膠屋作為火星暖棚,這些暖棚的頂層鍍上金屬涂層抵抗太陽紫外線,同時選擇地球凍土帶和雪山之耐寒、耐旱、生命力強之低等自養綠色植物作為登陸火星之先鋒植物,如冰雪藻類、冷水鹿角菜、雪地苔蘚、地衣、石鬆蕨等。通過植物風化作用,乾燥貧瘠的土石變成含水的土壤,再移植一些抗寒抗旱的微生物、真菌、蕨類、松柏科、菊科、沙草科植物,將來環境有所改善再移植灌木、花卉到室外,逐步建立火星綠洲、草原和園林,形成良好的生態環境。

    第四步種地
    第四步是建立火星農牧業,形成農副食品自給。設計初期,火星是溫室農業,作物和禽畜是轉基因或基因變異後的抗寒抗旱品種,穀類、薯類、蔬菜、果樹、蜜蜂、家禽、家畜等須針對環境選擇。火星大氣中豐富的二氧化碳有助於農作物豐產,但室內太陽光太弱,需增加電光源。農作物和禽畜生命力較脆弱,須待火星氣溫、水分、土壤、肥力等環境改造到一定程度才能開展室外大田農牧業。

    第五步生產
    第五步是建設能源和原材料工業設施。建核電站,建液氫和液氧工廠,以解決車輛、機械及回航火箭能源;建大規模太陽能、風能設;開採金屬礦藏,提煉金屬材料;開採石塊、黏土以建築廠房。火星的能源和材料只能就地取材,如果靠地球這邊運過去,成本太高,且目前之空間運載能力也不可及。

    第六步蓋房
    第六步是建設人類生活基礎設施。建居民區房舍,確保供溫、供水、供電;建好道路、車場、火箭發射場,確保交通暢通;建好倉庫,儲備糧食、飲用水等生活物資,為接待地球旅行者甚至定居者做好準備。

    第七步搬家
    第七步是實施火星旅遊和火星移民。在火星環境改造到人類可以忍受的情況下,以及火星基礎設施建設,生活資料生產已具規模之條件下,可考慮火星旅遊或移民。

    從紅火星到綠火星的六階段
    科學家設想,將太空中寒冷貧瘠的紅色火星改造為溫暖綠色的人類家園,要經過6個階段約1000年左右的時間,其中前生物階段大約需要100年左右;微生物階段需要200年左右;苔蘚植物階段需要300年左右,開花植物階段、北方植物階段各需要100年左右,到形成溫暖的生態系統階段已是800年到1000年以後的事了。

    前生物階段的主要任務是加熱火星,溶化極冰和凍土,釋放二氧化碳,在此階段,火星仍是紅色星球;到微生物階段時,藍細菌和藻類可以很好地生長,它們能抵禦空間輻射並可產生氧氣和氮氣;苔蘚植物階段,苔蘚和青苔是主要植物,它們有效地產生氧氣,使大氣層中的氧氣濃度增加,隨著苔類植物大量生長繁殖,火星表面的水土得到保持,此階段火星表面水在不斷增加,收集在峽谷和隕石坑中,火星呈現綠色植物與湖泊相伴而生的情景;到了開花植物階段,大氣層中氧氣的含量進一步增加。火星日平均溫度高於10℃的天數將至少為56個火星日,此時火星不僅可以見到綠色植物,還可以看到五顏六色的鮮花;到北方植物階段時,大氣層中的氧氣增加到80毫巴以上,針葉樹(如松樹和雲杉等)能夠存活。日平均溫度超過10℃的天數將達到100到200個火星日,至此火星實現了紅火星、褐火星到綠火星的跨越。

    未來的火星生活
    能想像未來的火星生活是怎樣的嗎,科學家給我們描繪了這樣的情景:火星城市的建築幾乎與火星土壤和大氣成分的改造同時進行,一個典型的火星城市有著大型的穹頂狀天幕,把整座城市包裹在裏面,也使得生活在其中的居民與外界的低溫、低氣壓、強輻射隔絕開來,城內安全而溫暖,是一個封閉迴圈的環境,空氣是人造的,成分經過仔細的調配,陽光也可以是人造的,因為火星上的陽光太過淡薄,而充足的規律的光照對地球人類的健康非常重要,對植物更是如此。城市的選址是經過仔細考量的,最好在盾狀火山的山麓下,萬一遇到小天體撞擊的時候可以得到高山的庇護,城市還應該建在陽光充足的地方,緯度最好別太高,這樣離火星的發射場會比較近,因為火星的地下水系很多,城市建造前必須探測明白,確保地基堅固。人們外出時必須經過空氣封鎖閘門,穿上外出服,攜帶氧氣瓶,外出服不像宇航服那樣需要附上氣壓,只要在防輻射和保暖的外層內再加上一層特別緊的內衣給皮膚以適當的壓力就好了。鞋底需要特別的保暖,需要執行城外任務的人員還必須在外出服內戴上特別保暖的手套,不過人們的生產和生活絕大部分時間都應該在城市內進行,只是要從一個天幕轉移到另一個天幕。


    再深入設想一下,未來的火星移民將紮根于這個星球,在它的表面繁衍生息,就像我們的遠祖在地球上所做的一切那樣。第一個“火星寶寶”可能會在人類踏足火星一兩個世紀內出生,幾代之後的火星居民在外觀、至少在身高上與地球人有著明顯的差異。假如火星居民前往地球上探親,他們可能會出現強烈的不適反應:心臟、骨骼、肌肉和大腦都無法適應突然增加了兩部的重力,地球的環境對他們而言是糟糕的超重狀態,對火星居民的生理結構是嚴重的負擔。因此有科學家認為,未來火星居民將永遠無法返回地球,而地球居民倒是可能進行往返火星的旅行。未來人類將可能會分為“火星人”和“地球人”兩個分支,也許在更遙遠的未來,人類將成為整個太陽系的主人,但不管移民到哪個星球,發展出怎樣的文明,宇宙中那顆小小的藍色星球永遠是人類的基因發源地。

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