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地球之外的家园火星(第2页)

在移民火星的科学探索中,最热心的要算美国的火星协会了。它总部位于美国科罗拉多州,是一个非营利性科研组织,有5000名付费会员,他们来自世界29个国家,其中既有顶尖科学家,也有世界各地的火星探险“发烧友”。他们的目标只有一个——争取实现人类移居火星。这些“火星人”甚至设计好了未来火星共和国的国旗,它类似法国国旗,不过颜色是红绿蓝。

移居火星,最重要的是要让火星上生成氧气。对于这一目标,很多科学家认为需要2万~10万年的时间。但火星协会的创始人、科学家罗伯特·祖柏林认为,这个过程只要大约1000年时间就可以完成。

祖柏林已制订出一套详细的改造火星计划,并领导火星协会逐步实施。这个改造计划共分五步。

第一步:达到“环境地球化”的临界点

要使火星的冰冻物质完全融化,火星的外层大气至少要达到40℃左右。因此祖柏林表示要在火星上制造一场“巨大的温室效应”,计划完成的时间为2150年左右。祖柏林提出了三个让火星变暖的方案,其中第三种方案得到许多科学家的赞同。

第一方案:太空镜

就是用一面直径超过120公里的镜子,在火星表面21公里以上的轨道运行。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。但这面镜子太大,人类目前的科学水平还造不出。

第二方案:小行星撞击

让一颗直径2。5公里左右的小行星撞击火星,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。他估计,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,实现难度也很大。

第三方案:制造温室气体

祖柏林计划在火星上建几处化工厂,不停地制造最有效的温室气体——四氟化碳。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。

第二步:释放火星土壤中的大气

30亿年前,火星的表面包围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并冷冻起来。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。这些气体可以在20年内让火星温度再升高5。6℃,这时候冰开始融化成水,水也开始蒸发,进而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。

第三步:种植植物

随着土壤中二氧化碳的释放,到2250年,火星上的大气含量将达到0。21个大气压,相当于地球的五分之一,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。

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,但最先考虑培育的,应该是能够促进光合作用的菌类和苔藓。

第四步:收获氧气

为加快制造氧气的速度,火星居民将大规模种植各种植物,并小心处理垃圾,因为垃圾腐败会制造二氧化碳。届时科学家将培育出能释放更多氧气的“超级植物”。

第五步:再等1000年

规划中50年就可以制造大气,再过50年可以在火星上散步,但接下来的是一个漫长的过程,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”更多的氧气。

火星档案

火星半径为地球的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,其中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,并在一条椭圆轨道上以25。2度的倾斜角绕太阳公转,周期为687天,因而有四季分明的气候,冬季最低温度为零下125℃,夏季最高温度为22℃,平均气温为零下63℃。这样的自然状态不适合人居住,但比月球好。目前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。

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。火星上有丰富的能源,如风能,比地球上要丰富得多;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。还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。

火星表面覆盖“致癌尘埃”

科学家发现覆盖火星地表的尘埃对登陆的宇航员构成严重威胁。科学家经过实验证明,尘埃中的细小尘粒具有很强的活性,它比石英粉尘对肺组织细胞造成的毒害更大。

一直以来,美国宇航局认识到火星表面覆盖的尘埃可能会引起人类一系列的健康问题。1972年,在阿波罗17号使命期间,登月的美国宇航员曾在登陆后发现月球磨屑粘在航天服上。宇航员HarrisonSchmitt因此患上了月球尘埃引起的“花粉热”。

2002年,美国国家研究委员会研究小组指出火星气载尘埃对人类有害。

来自美国纽约州立石溪大学(StonyBrookUy)的一个研究小组对火星表面尘埃的属性进行了研究,发现了三种最为常见的硅酸盐矿石——长石、辉石和橄榄石。

研究员将200毫克的火星尘埃倒入5毫升的水中,发现尘埃中矿石的化学键被破坏,使得尘埃与水发生剧烈反应生成过氧化氢,同时还包括高活性氢氧基(OH)化合物和带一个电子的氧化物(即过氧化物)。研究员经过反复实验,证实火星尘埃矿物质比石英粉尘的活性更大,它们都是致癌物质。而月球尘埃与水产生高活性化合物的含量比火星尘埃高出20倍。

密歇根州大学的SushilAtreya指出,由于火星还不能提供足够潮湿的环境,因此火星尘埃并不能与火星表面的水分子反应生成过氧化物。SushilAtreya认为,火星地表存在令人迷惑的极少量有机化合物(即过氧化物和其他氧化物)是由于火星尘埃引起静电场的缘故。

尘埃粒子被宇航员吸入后,与肺部的水分子反应,其生成的化合物也许会对身体健康构成严重威胁。因此,在人类登上火星之前,全面了解与静电场有关的火星尘埃的性质是非常重要的。

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