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“天问”启程,我们也可能移居火星吗?

标签:女网问答 | 来源:中国妇女报·中国妇女网 | 作者:项丹平

■ 中国妇女报·中国妇女网记者 项丹平

在一幅黑白合影图像中,地球与月球一大一小,均呈新月状,在茫茫宇宙中相互守望……这是7月27日“天问一号”在飞离地球约120万公里处回眸地球时拍下的最新“地月合影”。7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器被长征五号遥四火箭成功“护送”升空,开启了我国首次火星探测之旅,中国人与火星的距离从未如此之近。

记得看美国科幻电影《火星救援》,主人公马克靠种植土豆独自在火星上生存下来。也许,这个场景在不久的将来将成为现实。“天问一号”的成功发射,也引发了我们的无限遐想——火星有何神秘之处?火星上是否有生命存在?人类有可能移居到火星吗?我们能在火星上建房、开矿甚至种菜吗?

近日,中国科学院国家天文台研究员郑永春乐观地说:“从长远来看,在火星上发展出独特的人类文明,包括各种农业文明、工业文明以及技术文明是可以期待的。”

人类为何对火星“情有独钟”?火星上是否曾存在生命?

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩指出,人类火星探测起步于20世纪60年代,到今年6月底,全球共实施了44次“探火”活动。人类为何总对火星“情有独钟”?

北京天文馆名誉馆长朱进介绍,火星是太阳系里自然环境与地球最为接近的星球,两者几乎都形成于约45亿年前,组成成分也相同,有核、幔、壳。火星与地球有相似的自转周期,一个火星日大约是24小时39分钟;它还和地球一样有四季更迭。火星距离地球比较近,探测条件也相对好一些。

火星虽然跟地球“长得像”,但环境要比地球恶劣很多。朱进说,火星的大气层比地球上稀薄很多,火星大气密度只有地球的大约1%。“这就使得火星上温度很低,加上它离太阳更远,火星表面平均温度在零下60多度。”朱进解释说,而且火星地表沙丘、砾石遍布,沙尘悬浮在大气层中,每年常有令人胆寒的强烈尘暴发生。

与71%海洋覆盖率的蓝色地球不同,火星表面呈现出红色,最明亮时犹如一团火球。天文学家说,这一抹红色并不是真正的火焰,是因为火星土壤富含氧化铁,就像是土地生了锈,这是风与水的双重侵蚀作用产生的。朱进说,由此可见,火星上曾存在过大量的水和大气。美国“好奇”号火星车在火星盖尔陨石坑内发现了富含矿物盐的沉积物,表明坑内曾有盐水湖,显示出气候波动使火星环境从曾经的温润潮湿演化为如今冰冻干燥的气候。也有研究称,火星上现在可能也存在液态水,依据是在火星某些斜坡上有类似水流的痕迹。朱进称:“现有研究成果,不能完全排除或证明火星上是否曾经存在生命,也不能排除火星上现在仍存在生命的可能,许多问题都需要进一步探测来研究。”

人类移民火星还为时尚远,但可能会派细菌和藻类先行

现在的火星,看上去一片荒凉、孤寂,没有地球上常见的动植物,也看不见丰富的水。但这并不妨碍我们脑洞大开地想象——“移民火星”,那么我们有没有短时间内移居火星的可能?

移民去火星,现在还不行。“有些人很乐观,计划在五到十年内移民火星,但我认为就目前技术手段而言,这并不是短期内能解决的问题。”朱进坦言,地球表面有大面积海洋,可以调节温度、稳定湿度,孕育了大量海洋生物,这个条件火星上就不具备。另外,火星磁场非常弱,无力阻挡一些强大辐射,想把火星磁场改造得跟地球一样,几乎做不到。朱进称,也许随着科技进步,有可能在小范围内建造实验室,实现室内局部气候调节,但人类在火星上,还无法像在地球上一样生活。

中国科学院院士欧阳自远认为,通过技术手段提高火星表面温度、增加火星大气浓度等,可以进一步建立火星表面生态环境。虽然将火星改造成适宜人类生存与发展的绿色星球的远景是美好的,但具体实施起来十分不易,可能需要人类通过几个世纪艰苦卓绝的努力才能实现。

火星种地,或让低等植物和微生物当“先锋”去改造环境。郑永春表示,在火星上要开拓全新的农业科研领域,首要目的是改造环境。除了提供食物,我们需要植物来供应氧气、净化水源等,为人类提供最基础的生存条件。

郑永春认为,届时需要让一些低等植物甚至是微生物先行,例如细菌、藻类等。让它们先到火星上适应环境,吸收二氧化碳、释放氧气,然后产生有机质,改造火星土壤,让火星表面环境越来越像地球,对生命更加友好。这个过程,需要科学家在地球上开展大量前瞻性研究,筛选出具有适应火星环境能力的微生物、植物及农作物,作为移民火星的“先行军”。如今,国内外已有相关科研在开展,2016年美国就启动了筛选能适应火星环境植物的“火星花园”项目。不过,“先行军”抵达火星后会如何进化,会不会捷足先登把火星“占领”了?这些还都需要进行深入研究。

火星盖房,选近水、光照好地区建地下或半地下室。庞之浩表示,建设火星基地是人类一个长远设想,从初期建设临时基地,到实现中期驻留,再到改造火星建设永久性基地,需要经历漫长过程,但最终目的还是为了移民火星。

庞之浩介绍,建设火星临时基地,可在宇航员抵达火星之前,先用无人货运飞船将满足基本需求的居住舱和非再生式生命保障系统送到火星。建设火星中期基地,至少需要使用物化再生式生命保障技术,实现物质更高效循环利用。而要建设火星永久性基地,则需要生物再生式生命保障系统,实现物质100%循环再生。同时,火星基地要有电源系统,比如小型核电站;还要有火星车,毕竟宇航员不能老在屋里宅着,需要借此扩大活动范围。此外,火星基地的选址也很重要,最好靠近有水的地方,阳光充足。庞之浩认为,为了抵御风暴和辐射,早期基地应采取地下或半地下形式。

郑永春认为,火星基地建设过程中就地取材是重要原则。他表示,火星表面很容易获取的沙尘、土壤、赤铁矿,甚至干涸湖泊里的盐类矿物等,都是可以利用的目标。

火星是地球“孪生兄弟”,可把火星当作另一个地球来研究

人类登陆火星,除了种粮食种菜、建基地,还能不能做些发掘矿产资源等别的事?郑永春说,从目前技术能力分析,即使火星上遍地金砖也不值得拿回来,因为所需代价远大于其价值。绝大部分火星资源只有原位利用才有价值,只要能够减少从地球上运输过去的物资重量,再昂贵的资源开发也是划算的。

郑永春表示,火星正如地球的“孪生兄弟”,要把火星当作另一个地球来开展对比研究,探测并研究火星对于认识地球有不可替代的作用。例如火星上曾经有海洋,如今却没有了,它的海岸线、海洋沉积物、水汽循环等,都可以作为研究课题。此外,火星上还有高山、峡谷、火山、冰川、寒旱区……郑永春说:“如果把中科院各个研究所搬到火星上,许多学科都能在那里找到研究主题,获得全新研究视角。”

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  • 编辑:李凌霄     2020-07-31

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