为什么马斯克的“火星殖民计划”无法实现
殖民火星是马斯克最有名的“理想”之一。
其旗下的Space X公司正在开发的重型运载火箭,代号为BFR(Big Fucking Rocket),长达100米。
它计划不仅可为国际空间站和地球轨道卫星提供服务,还能帮助建立月球基地,并最终将人类送上火星。
马斯克在2016年的一次演讲中曾介绍过他的殖民火星计划,他要将至少100万人送上火星,此外还有一些细节:
(1)采用液体甲烷作为能源
探索火星的太空飞船将采用液体甲烷作为动力,这种燃料在地球和火星上都可以生产。
相对于煤油和火箭常用的其他燃料,采用液体甲烷的难度更小。
SpaceX已建造了大型的碳纤维燃料仓,测试保存液体甲烷的技术。
(2)20万美元的“低价”
每名乘客飞往火星的价格为20万美元。
如果无法降低成本,那么只有最有钱的富豪才可以飞往火星。这对于建立一个殖民地来说是不可能的。
(3)30天的旅程
一旦系统得到优化,适合重复使用,飞往火星或许只要30天时间。
马斯克表示,目前人类可以在24小时内前往地球的任何地点。
他设想的太空飞船将提供零重力游戏,可以看电影,而飞行时速达到6.2万英里(约合10万公里)。
(4)你也可以返程
如果想要回家,那么也是可行的。由于太空飞船可以重复使用,因此能在地球和火星之间往返。
马斯克开玩笑地表示,返程飞行可能是免费的。不过,飞船发生事故的可能性依然很大,因此不适合儿童乘坐。
马斯克还表示,他不会参与首航,因为他想要看着自己的孩子们长大。他也担心,如果他本人遭遇意外,那么SpaceX的计划可能将改变。
(5)“改造火星”的宏伟目标
要将100万人口送上火星,这些人口需要场所居住和工作。
马斯克认为,在这一过程中,我们可能需要对火星进行“大规模的改造”,让火星变暖。这样火星上的冰会融化,释放水蒸气,从而有助于形成大气。
目前在火星赤道附近,地表温度白天最高能达到70度,而夜间则会降低至零下100度。
在两极,温度还要更冷。
为了保护人类避免受到辐射伤害,“火星居民”还将需要造出磁场,从而抵御带电荷粒子的侵袭。
最初的火星目标是在2022年前至少完成2次火星货运任务。
目的是确认火星上是否存在水资源和危险,并建立电力、采矿和生命支持系统,以支持未来的任务。
在2024年的后续任务中,将会有四艘船前往,包括两艘货船和两艘载人飞船。
在这个阶段,目标是建造一个推进剂工厂,并把第一批人送上火星,建立起基地,为扩大殖民做准备。随后,这个基地将被扩展为城市。
计划很宏伟,但最近NASA的研究可能要给马斯克的火星殖民泼一盆冷水了。
对于行星的改造一直是科幻作家和行星科学家热衷的主题,他们还提出了数种在其他行星上创造可居住环境的方法,这一过程被称为“地球化”(terraforming)。
例如,在上世纪60年代,卡尔萨根曾提出了第一个火星地球化方案:
其中包括利用基因工程细菌吞噬火星上二氧化碳以产生有机分子。
相比之下,马斯克的计划则比较疯狂,他最近建议在火星两级的冰盖上使用核弹,以“加热”产生液态水。
然而根据周二发表的由NASA资助的一篇研究论文:使用当前的技术——包括核弹在内,对火星进行地球化是不可能的。
一般来说,火星“地球化”意味着至少需要发生三件事中的其中一件。
一种可能性是改变大气的成分,使其变成主要是氧气和氮气,就像地球的大气层一样;
另一个是增加大气压力,这样人类就可以不必使用增压服;
最后是将足够的温室气体释放到火星大气中,使它温度上升到表面能够存在液态水。这些温室气体的释放也将导致大气压力的增加。
问题是火星的大气压力仅为地球海平面大气压力的0.6%。
换句话说,要利用温室气体将压力提高到适合人类的程度,所使用的量非常非常的大,到时候估计火星要面临过热的问题了。
现在火星上的二氧化碳主要储存在土壤中。
根据NASA的研究,所有火星上的二氧化碳即使全部释放出来,最多产生约7%的地球大气压力;在升温方面,只会使火星表面温度升高到支持液态水所需温度的六分之一左右。
这还是最好的情况。
因为提取火星上的温室气体耗费能量非常高。
最容易得到的温室气体是极地冰盖中的水汽(水蒸气也是一种温室气体);
但即使我们像马斯克所说的那样蒸发了火星两极,根据研究人员的计算,这只会使目前火星的大气压力增加一倍,达到地球大气压力的1.2%左右,距离目标依然非常遥远。
虽然研究人员承认火星地下的矿物质中可能存在更多的二氧化碳,但这就像大家都知道地球深处埋着数万亿吨钻石一样,要挖出来不知道要等到什么时候。
所以,即使是数年后NASA或Space X成功登陆火星,但未来的火星人将在很长一段时间内被困在太空服内,除非他们拥有了开采整个星球的能力。
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