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火星真的適合移民嗎?科學家:不如土衛六

[2017-10-18 20:15]

土卫六 殖民 火星 

        NASA和伊隆·馬斯克的SpaceX公司正致力於將宇航員送上火星,甚至有朝一日在火星上建立殖民地。但火星真的值得我們如此關注嗎?近日發表在期刊《天體物理學及外延》(Astrobiology & Outreach)上的一篇論文指出,人類其實應該在土衛六上建立殖民地。這顆深橙色的星球和早期地球十分相似,也許還擁有“陌生生命”存在的跡象。

       這篇文章寫道:

       我是一名行星科學家,曾在宇航員選拔中殺入決賽。但我有些話不得不承認:我可不想住在火星上。

  雖然從科學的角度來看,火星很有意思。比如隨著季節變化的極地冰蓋、稍縱即逝的甲烷噴出物等等,但那裡並不適合人類長期生存。

  事實上,太陽系中還有另一個去處:土衛六。相比之下,那裡的環境更適合建立自給自足的長期聚居地。

  為何選擇土衛六呢?

  首先要澄清的是,雖然土衛六是土星的衛星,但它很多方面其實更像一顆行星。它有稠密的大氣層,表面大氣壓約為地表的1.5倍。太陽系中的其它177顆衛星都沒有如此稠密的大氣層。此外,土衛六是太陽系中除地球外唯一在地表儲有穩定液體的星球,表面存在海洋和湖泊。因此,土衛六是一顆與地球極其肖似的星球。

  土衛六稠密的大氣層有很多好處,比方說,你不需要穿著沉重的加壓太空服就能在土衛六上行走。但最主要的原因是:這些大氣可以讓我們活下去。太空中有致命的輻射。太陽發射的高能粒子和星系宇宙射線可滲透進人體組織,導致癌症和認知障礙。為了不超過NASA的致癌風險劑量上限,宇航員在近地軌道至多只能停留200天,而前往火星則可能耗費600天。但這些危險的粒子無法到達土衛六表面。它們會被大氣吸收,因此為人類創造了一個安全的環境。火星的大氣就不夠厚,無法有效阻擋宇宙射線。月球的大氣更是稀薄。如果住在這些地方,人類也許要待在地下,才能躲開輻射的危害。

  人們在土衛六上可以自由行走(說蹦跳可能更合適,因為那裡的引力只有地球的14%)。土衛六上很冷,地表溫度只有零下290華氏度(約合零下178攝氏度),因此要穿很多衣服來保持溫暖。此外,由於土衛六大氣主要由氮氣構成,人們需要通過呼吸器吸氧。由於大氣層中有大量顆粒物,土衛六上的光線略顯黯淡,和地球上日落之後差不多。住在朝向土星那一面的人還能欣賞土星的壯麗美景。

  一件有趣(也許還很有用)的事情是:由於土衛六上引力較弱、大氣稠密,人們只要在胳膊上裝上翅膀,就能靠自身的力量飛起來!未來的人類還能在湖泊和海面上泛舟,這些水域主要位於高緯度地區。

  由於土衛六上極冷,凡是水都已凍結成冰。這些湖泊和海洋中其實是液態甲烷和乙烷。這些碳氫化合物(地球上的天然氣也屬於此類)在土衛六上隨處可見,不僅存在湖泊和海洋之中,還覆蓋了整個地表,大氣中也含量很高。碳氫化合物可用來生產建築材料。人類可以燃燒甲烷、獲取能量。由於土衛六大氣中沒有燃燒甲烷所需的氧氣,我們可以用核反應堆製造能量、進行電解水反應。乙炔氫化也可為我們提供化學能,這兩種原料都可以在土衛六大氣中找到。

  也許風力發電也是一條可行之路。土衛六的空氣密度約為地球的五倍,因此風能的儲量不容小覷。雖然土衛六表面風力不大(卡西尼號探測器的數據顯示,其地表風速只有每秒1米左右,而地球上的風一般為每秒4米)。惠更斯號探測器的數據則顯示,在土衛六海拔40公里處,風速即可達到每秒20米,意味著空中發電站可產生數百兆瓦的能量。

  我知道把人類送上土衛六目前還有些異想天開。還有許多障礙尚未解決,比如,我們還不清楚人類在微重力環境下該如何進行繁殖行為。此外,由於土衛六接收的陽光較少,莊稼的生長效率也不如地球。更何況地球上的光合作用效率本就不算高。土衛六上的人類可能需要食用生物科技製造的新型食物。


2014年的美國國家科學院報告《探索之路》(Pathways to Exploration)中探討了美國一項載人航天探索項目的合理性和開展方式,並指出“在很多評論員看來,美國政府如今開展的載人航天項目缺少堅定的目標,”具體指幾任總統計劃開展的太空項目主要與月球、火星和小行星有關,違背了肯尼迪總統1961年提出的“進軍月球”的設想。這些項目如此激進,撥給它們的預算卻幾乎跟不上通貨膨脹的速度,顯然難以持續下去。

  因此若想讓人類飛出近地軌道,就必須跨過這一巨大阻礙。此外還有時間問題。卡西尼號用了七年才飛到土星。而如果宇航員在宇宙中飛行七年,很可能患上輻射或低重力引發的種種疾病(更別提心理問題了)。因此,我們首先要解決的就是飛船的動力問題,必須讓人類在短短一年內飛到土星。

  在飛出近地軌道的征程中,我們面臨政策、預算和技術等諸多挑戰。 《探索之路》中指出,NASA的“關鍵目標”是讓人類降落在火星表面。雖然這個目標有一定價值,但我忍不住要問,之後怎麼辦呢?在人類登陸火星之後,下一個目標又是什麼呢?難道是住在火星地下嗎?

  我的想法是:乾脆把目標設成在土衛六上建立自給自足的人類聚居地。至於登陸火星,那隻是我們實現這個長期目標途中的一座里程碑。

  不過我還要承認一點:我這個人可能有點樂觀過度。

來源:新浪科技


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