火星地球化的夢想人類可以實現(xiàn)嗎
火星地球化的夢想人類可以實現(xiàn)嗎
火星是科學(xué)家們認(rèn)為最有可能實現(xiàn)人類星際殖民的星球，而將火星進行地球化，我們才能真正踏入火星。下面是小編分享的火星地球化的介紹，一起來看看吧。
火星地球化的介紹
火星地球化(Terraforming of Mars)是將火星改造成人類可居住的星球，也就是改造成類似地球的環(huán)境(Terraforming)，2003年8月在美國召開了“火星移民研究國際會議”，在未來幾個世紀(jì)中將火星改造成一個綠色星球，使之成為未來人類的第二個家園。
探測熱
首先。美國于1998年12月和 1999年1月向火星發(fā)射了 “火星氣候探測者”號和“火星極地著陸者”號無人探測器。“火星極地著陸者”號，高約1米，長寬分別為3.6米左右，有三條腿和一個 長約2米的機械臂，另外還裝帶著一對小探測器。“火星極地著陸者”號探測器于1999年 12月失蹤，原計劃探測器在火星著陸之前，兩個小探測器將同母體探測器分離，并以每小時800千米的速度鉆入火星表層以下約1米的地方，探尋水源。母體探測器則靠三條腿在火星南極表面的土壤后，將土壤里喊有水分，就會被蒸發(fā)出來。然后用激光分析儀進行檢測認(rèn)定。有趣的是，這個探測器上還攜帶一個很小的”火星麥克風(fēng)“，它將把火星上的各種聲音傳回地球，包括風(fēng)聲和沙暴中放電時的劈啪聲。到時，地球上的人類將第一次聽到外星球上的聲音。但由于探測器失蹤，這一切就暫時無法實現(xiàn)了。
日本也加入了探測行列，于1998年7月4日在鹿兒島太空中心將”希望“號火星探測器發(fā)射 升空。在升空后的頭5個月中，它將繞地球軌道運行，然后再過10個月，經(jīng)過億千米的行程后，進入火星的軌道，它將極力火星表面130千米的高速上飛行，對火星的大氣層，太陽能和是否有水進行探測。
繼美、俄、日之后，英國將在2003年發(fā)射”小獵犬二號”探測器。它將降落在火星 土壤于巖石的化學(xué)成分中檢驗是否有生命存在，或者在未來可能會出現(xiàn)生命的幾率。
火星地球化的方法
在大氣中增加適合適量的氣體(包括溫室氣體和適合生物生存的氣體)，增加地表溫度與氣壓，主要是為了液態(tài)水，其次是植物、動物。 在太空中架設(shè)巨大反射(或折射)鏡群，將更多陽光反射至火星表面。 大量融解地下凍土層，再把水引到地表。雖然一開始會結(jié)冰，但隨著工程進行，冰層進而融化形成水圈。 在冰上(包括兩極)培植深色藻類或散布煤灰等深色物質(zhì)增加吸熱進而加速融化。 散布固沙菌類、植物，防止沙暴的發(fā)生，進而生成土壤，擴大居住地。 建立行星推進器(引擎)，改變火星運行軌道。 在進行融化地下層時，雖然上層凍土的重量會把下面融解的液態(tài)水?dāng)D到地表，但是地層會下陷，而且結(jié)成的冰會增加地表的反照率，加上升華至大氣的水，都會改變氣候，因此這些因素都要考慮進去。
另外，來自太空的輻射，雖然可以用太空的反射鏡處理，但是這些鏡子是非常脆弱的。不過隨著大氣逐漸增厚，問題就小多了。最根本的辦法就是到地核去啟動火星的磁場，抵抗太陽風(fēng)和宇宙射線。但是這需要大量的能量，需要的技術(shù)還得再加強，且地磁的成因仍未完全了解。人工制造電磁以代替磁場需要進一步討論(見下文)。
改造火星一般估計要花非常長的時間(例如千年)，不過在動工之前，人類應(yīng)完整而仔細(xì)的審視這星球的一切，并且設(shè)立保護區(qū)與開發(fā)限制，因為只要一開工，保存久遠(yuǎn)的地質(zhì)資料和景觀可能因為加速侵蝕而遭破壞，例如位于極冠中的沉積資料可能會消失，到時后悔也來不及。
大氣改造計劃
第一個辦法是將經(jīng)過遺傳工程改造的細(xì)菌和 其他適應(yīng)性強的 微生物播“種”到火星上去，它們會“吃掉”火星大氣層中的二氧化碳，釋放出氧氣，逐步形成一個類似于地球的含氧大氣層。
第二種辦法是用宇宙飛行器把一種叫“氯氟烴”的強力的溫室效應(yīng)氣體，運送到火星上去使其升溫。航天專家羅伯特.朱林計算過，如果每年運送100萬噸氯氟烴到火星上去，只要40年的時間，就可以在火星上造成有效的溫室效應(yīng)，使其表面溫度升高，再配合上述的藻類植物的生長和微生物的繁殖，能逐步使火星大氣層加厚，并使大氣層增氧。
磁場改造法
火星地球化 難點之一就是 火星幾乎沒有地磁場，無法抵御太陽風(fēng)，大氣層被太陽風(fēng)吹走了。我的設(shè)想是 可以用人造電磁場代替地磁場。
首先，在火星南北極分別建造直徑數(shù)百公里的超導(dǎo)環(huán)，然后挨著建造核電站，給它們降溫，通電，每個超導(dǎo)環(huán)是有足夠的超導(dǎo)電纜繞成。之后通電，電流非常大，產(chǎn)生的磁場非常強，這樣就可以產(chǎn)生足夠的電磁，用來保護火星的大氣層。如果磁場不夠，可以造數(shù)十個不同直徑的超導(dǎo)環(huán)，以達(dá)到足夠的強度，如果還不夠，可以在火星表面其它地方也建造，通過控制超導(dǎo)環(huán)的方向，使電磁場以相同的方向疊加。在不夠就在太空足夠高出也建造超導(dǎo)環(huán)，太空還有好處，就是可能不需要冷卻，省能源?？傊偸强梢援a(chǎn)生足夠的電磁場。
火星在千年之間變成地球化怎么做
據(jù)《大眾科學(xué)》報道，科學(xué)家提出了一項宏偉的計劃：只需采用五個步驟，用1000年時間，就可以使火星這顆“紅色星球”變成擁有青山綠水的另一個地球。
“火星社會”是美國一個非盈利性慈善組織，支持前往火星的載人飛行，致力于在火星上建設(shè)一些拱形建筑，從而將其改造成地球的殖民地。這種想法似乎有些嘩眾取寵，為什么當(dāng)?shù)厍蛏铣霈F(xiàn)類似戰(zhàn)爭、禽流感、艾滋病和全球變暖時不想著如何解決地球上的問題，卻非要在火星上建造新的家園呢?對那些改造火星的熱衷者來說，地球上這些顯而易見的災(zāi)禍成為他們放棄解決問題，一心只想改造火星的重要原因。
“火星社會”的創(chuàng)辦人羅伯特·朱布林(Robert Zubrin)博士指出，當(dāng)年哥倫布提出橫渡大西洋時不是也遭到了許多人的阻撓嗎?但是請注意，朱布林不是一名水手，他是一名科學(xué)家。通過計算，他預(yù)言只要再過1000年，人類就可以在火星上制造出氧氣，將其改造成適合人類生活的星球。與其他科學(xué)家長達(dá)2萬年或者10萬年的預(yù)言相比，朱布林似乎像在行星之間散播騙人的萬靈藥，但毋庸置疑的是，他提出的“外星環(huán)境地球化”(terraforming)的方案還是得到了很多人的認(rèn)可。
步驟一：切中“外星環(huán)境地球化”的要害
根據(jù)朱布林的理論，火星殖民地化將分為三步走，第一步是勘測，這個我們已經(jīng)開始進行了，但還需載人飛船登陸火星，以揭開火星礦物質(zhì)、冰層沉淀物和適宜生活環(huán)境之謎;接下來，將修建火星基地;最后，將火星建設(shè)成一塊自給自足的殖民地。
現(xiàn)在，是開始“外星環(huán)境地球化”的時候了。我們假定2150年實施火星地球化工程。要將火星地球化，首先要使火星升溫，朱布林將其描述為“用溫室效應(yīng)恢復(fù)火星溫暖”，他提出了三套行星升溫方案。評論家們經(jīng)過仔細(xì)分析，認(rèn)為前兩種方案基本無效，第三種雖然介紹的比較粗略，但還是可以實行的。
方案A：環(huán)火星軌道巨大反光鏡?；鹦浅嗟烙行┑胤綔囟纫呀?jīng)達(dá)到了32華氏度，但是要想實現(xiàn)永久解凍，火星外層大氣還應(yīng)該被“加熱”到104華氏度。朱布林提出的第一種升溫催化劑是一面巨大的鏡子。在環(huán)火星軌道(軌道高度為132，973英里)中建造一面直徑達(dá)77英里(足夠覆蓋1/3的長島)的反光鏡，通過反光鏡將陽光集中反射到火星兩極的冰蓋上，使那里的冰融化，釋放出大量氣態(tài)二氧化碳。這些二氧化碳將大大增加火星大氣層的密度，并造成明顯的溫室效應(yīng)，使火星變暖。
方案B：小行星撞擊，氨水造成升溫。小行星本質(zhì)上就是凍結(jié)的溫室氣體，如果人類能夠指引一個直徑1。6英里的小行星撞向火星的話，碰撞產(chǎn)生的能量足以融化一萬億噸水，并且碰撞產(chǎn)生的氨水可使火星氣溫上升37華氏度。朱布林認(rèn)為40次這種碰撞造成的影響就可將火星改造得適合人類生存。
然而，控制小行星又談何容易?打個比方，18匹馬拉的車正從冰山上飛馳而下，請控制不要讓馬車傷害到山角下玩耍的孩童，顯然這非常困難，而控制小行星比這個還要困難得多。4個核火箭耗盡全力應(yīng)該可以將小行星推上碰撞軌道，但這一過程相當(dāng)耗時：從火箭發(fā)射到產(chǎn)生碰撞需花費30年的時間(用10年對火箭進行制導(dǎo)，在接下來的20年時間里，火箭進入軌道，直到碰撞)。并且如果火星上有生命的話，小行星撞擊火星之時將是火星居民的末日，大家應(yīng)該還記得恐龍是怎么從地球上消亡的吧。
方案C：向地球?qū)W習(xí)，全球變暖。以地球為例，讓一個行星升溫的最好辦法莫過于使用“超級溫室氣體”了?？茖W(xué)家表示，使地球氣溫升高并引起一系列氣候災(zāi)難的溫室氣體可能用來改造火星的環(huán)境，使其適于生命居住。經(jīng)過分析討論，朱布林和其它科學(xué)家一致認(rèn)為四氟化碳(CF4)是這項工作的“最佳人選”。地球溫室效應(yīng)的經(jīng)驗還告訴我們，工廠是溫室氣體的供應(yīng)大戶。所以，朱布林提出，在火星上建造一些特殊的化工廠，這些工廠能夠源源不斷的生產(chǎn)出CF4。如果每小時排放1，000噸“超級溫室效應(yīng)氣體”的話，30年的時間，火星溫度就可升高50華氏度。要完成這項宏偉工程，需要5，000兆瓦特的能量，這些能量可能由5個核工廠提供，而這些核工廠自身則必須依靠太陽能工作。
步驟二：解放火星土壤中的氣體
最起碼30億年前，火星表面被厚厚的二氧化碳大氣所覆蓋?，F(xiàn)在，雖然殘余大量的二氧化碳已經(jīng)被土壤吸收起來，但只要氣候變暖，這些二氧化碳將重獲自由。換句話說，火星現(xiàn)在氣候又冷又煩人，將氣體都吸到土壤里去了，但是“加熱”火星的話將迎來一個“二氧化碳行星盛宴”。
為了保證在1000年內(nèi)完成任務(wù)，朱布林說：“火星土壤中解放出來的額外氣體將在20年的時間里使氣溫上升10華氏度，然后一些冰得到融化，水份蒸發(fā)，火星氣候得到初步改善。”綜合考慮這些情況，計算得出，從2150年火星地球化工程開始到2200年短短的50年間，將完成10%二氧化碳的恢復(fù)量。
步驟三：“火星花園”開業(yè)
2250年，火星地球化工程100周年的時候，第一個四氟化碳生產(chǎn)廠將正式開業(yè)，那時火星大氣濃度將達(dá)到地球的1/5：大約21%的大氣中，將含有20%的二氧化碳。屆時，火星居民將能夠脫掉太空服在火星上行走(雖然仍需要氧氣瓶)。這不僅會迎來行星間首次時裝秀，而且那時的火星氣候?qū)⒃试S種植花草樹木、飛機起飛和建造圓頂(這將使氧氣管理更為有效)城市。
一旦火星赤道表面溫度保持不低于32華氏度，火星上就會有液態(tài)水，同時也預(yù)示著“火星花園”可以開業(yè)了。但是，朱布林提出警告：“一開始肯定不能種植楓樹，要先從能光合作用的細(xì)菌和地衣養(yǎng)植起。”
步驟四：收獲的季節(jié)
雖然成長中的植物開始將二氧化碳轉(zhuǎn)化為美味可口的氧氣，但是存在一個速度問題：如果像地球上那樣處理死亡植物的話，腐爛時將會釋放更多的二氧化碳，這將減緩二氧化碳的轉(zhuǎn)化過程。朱布林認(rèn)為應(yīng)該為火星居民找到一個解決辦法，小心處理死亡的植物，避免二氧化碳的泄漏。
遺傳工程學(xué)也將在火星改造過程中一展身手。朱布林希望能夠用遺傳工程學(xué)的方法，培育出具有超級氧氣生產(chǎn)能力的植物變種，這樣就可以制造更多的氧氣了。
步驟五：等上1000年
一切看起來似乎很簡單：50年改造大氣，50年火星漫步，但是要制造足夠火星殖民者呼吸的氧氣還要耐心等上1000年。這1000年中，火星居民將不停地耕種和收獲，扮演著“大自然的力量”，加速二氧化碳轉(zhuǎn)化氧氣的速度，以盡快制造出能讓人類直接呼吸的大氣。
猜你感興趣：