火星移民三部曲,你准备好了吗?
随着NASA的毅力号(Perseverance)登陆火星和天问一号马上也要首次登陆火星,人类移民火星的话题再次被人提起。
如果说六年前的电影《火星救援》还只科幻的话,毅力号的登陆把人类移民火星的可行性大大提高了。
但人类移民火星的现实性有多大呢? 本文谈谈人类必须克服的三个困难。这三个困难一一解决后,谈论火星移民才具有现实意义。本文就称为火星移民三部曲吧。
第一部 载重量和重返地球
这次毅力号带到火星很多设备。现在NASA可以运载1吨的载重量登陆火星表面。但据科学研究,要搭载人类到火星,需要有运载10吨的负荷到火星地面的能力,而且这种运载能力必须是准确和可靠的。现在还相距甚远。
同时,人类需要有能力在火星上再次起飞重返地球。这就需要有能力发射飞船脱离火星引力,回到地球的怀抱。幸运的是,火星表面的引力只有地球的三分之一,对于火箭的推力的需求也小了不少。在推力方面困难较小,但是重新起飞的物资及设备的需求较大。
毅力号照片,现在人类可以运载一吨的太空船到火星表面
对于这两点的预计时间,NASA的估计是二十年。而科技奇人埃隆马斯克给的时间是十年。如果我们相信马斯克这几年的奇迹般的表现,十年也并非不可能。
第二部 火星恶劣的生存环境
富二氧化碳但缺氧气
火星表面的环境和地球非常不一样。
首先,火星稀薄的大气里富有二氧化碳,而缺少氧气。
火星的南北两极上各有一个"白冠"(white polar cap)。这些"白冠"在火星冬天时变大,在夏天时变小。这就类似地球的南北极。大家误以为火星上也有水,结成冰了,并会随着季节变化冰块变大变小。其实不然,后来发现那其实是干冰,既二氧化碳在低温下结的冰。
火星南北极各有一个白冠
植物需要二氧化碳但人类需要氧气。这次毅力号携带了制氧机到火星表面,就是为了未来人类到火星做准备。
极寒温度和极限温差
火星的表面的温度极寒,平均温度在-60°C。
不仅如此,由于火星大气密度只有地球的百分之一,缺少了地球大气提供的温暖的被子,温差非常大。在夏天,赤道附近,白天可以到达温暖的20°C,但夜里会到极寒的-73°C。
沙尘暴
火星一年也有春夏秋冬四季之分。但春夏秋冬四季持续的时间长度是地球上的两倍左右 (确切地说是1.88倍),因为火星围绕太阳公转的周期是地球的1.88倍。
火星拥有六个月长的夏天,夏天是火星的沙尘暴季节。一场铺天盖地的沙尘暴会长达数月,提供了及其艰难的生存环境。
火星上的沙尘暴
由于火星的恶劣的生存环境,穿全日制的航天服是不可避免的。
第三部 在火星上建立生态系统
最先到达火星的人类将是真正的拓荒者。人们不可能把所有需要的东西带到火星上。
据保守估计,现在把每一公斤的货物运到地球的低空轨道,需要15000元人民币。而运到火星要比这数字高得多。 所以人类必须在火星上生产和种植。 幸运的是,火星上的红土取之不尽。科学家认为3D打印技术和火星上的红土将是最美妙的结合,能够建造人们需要的各种建筑。
同时,人们必须在火星上开始种植,建立起自给自足的食品资源。科学家们认为,豆类,芦笋和土豆都是适合在火星上生长的植物。
火星人类最初居住地想象图
结论
毅力号的主要使命是为了探测火星是否曾经出现过生命,另一个使命就是为了以后人类移民火星做准备。我们不知道人类以后还会有什么难关需要克服。也不知道什么时候人类才可以迁徙火星。
但是,正如NASA一位科学家所说,此时此刻,第一代火星移民已经在地球诞生了。我可能还没准备好,你们准备好了吗?
附记,毅力号的登陆点是经过精心选择的,是在一个曾经的火星河流入湖三角洲上。那里是最有可能孕育生命的地方。对登陆点感兴趣的朋友可以参考作者的另一篇文章。
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