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2020年夏,“毅力号”“天问一号”等火星探测器相继发射,掀起了新一轮“火星热”,地球的这位橘红色“邻居”,成了大家心目中的“网红星球”,许多同学还萌生了到“网红星球”打卡的愿望。在航天科技飞速发展的今天,我们离火星还有多远?一起来听听“火星叔叔”怎么说。
2015年有一部很火的科幻片,讲的是一个被遗忘在火星上的倒霉宇航员的故事。在登陆舱被损毁、物资补给不足的情况下,为了维持生存,等待救援,他不得不动用一切聪明才智,千方百计地开展自救,甚至在荒蛮的火星戈壁上建起了蔬菜大棚,像模像样地种起了土豆……毫不夸张地说,他在火星上艰难求生的500多天,就是一出太空版的“鲁滨逊漂流记”。最终,在全人类的共同努力下,宇航员被有惊无险地救回了地球。
喜爱科幻的同学一定知道我说的是哪部电影,没错,这就是以“硬科幻”著称,被誉为“火星生存指南”的好莱坞科幻大片《火星救援》。值得一提的是,这部电影的拍摄得到了美国宇航局(NASA)的全力支持,片中展示的许多科技都来自NASA,NASA还参与了飞船、火星车、航天服等道具的设计,可以说是这部电影的“技术担当”。2015年电影热映时,NASA公布了一份人类登陆火星的详细报告,宣称人类不仅要在这颗橘红色星球上登陆,还要在那里生活数年,并最终建立基地。
不只是NASA,德国、荷兰、日本等许多国家的机构组织都有着雄心勃勃的火星移民计划。在科学家眼中,火星是最有可能实现大规模移民的星球。迄今为止,人类已经对火星进行了40多次科学探测,结果发现:火星上曾经有江河湖海,有过浓密的大气层,它的气候曾经温暖湿润,很适合生命的孕育。即便火星现在的环境已经恶化,成为一颗荒漠行星,但它仍然是太阳系中除地球之外最宜居的行星。按照当前科技的发展速度,我们可以乐观地估计,人类将在20内年登陆火星,100年后,我们将拥有一座火星城市。
不过,去火星也不是一场说走就走的旅行,要像《火星救援》的主角那样在火星上生存,需要完成许多复杂的技术准备。
水是生命之源,火星两极本身就含有丰富的冰山,地下也有冰层,而冰化为水汽后,可以被现有技术轻易提取。此外,还可以通过加热土壤收集水,或者通过大气冷凝提取其中的水汽。不过,这些途径需要的技术更复杂,也很昂贵。
火星的土壤与地球土壤有相似的成分。虽然火星上的太阳光比地球上的弱,但我们可以通过对光线进行收集增强,或者使用人造光源,满足光合作用的需要。还可以在火星土壤中加入有机质和微生物群落,让它更接近地球土壤。现在的技术已经可以实现改造火星土壤,未来有望在火星上种植作物。
火星大气中约95%是二氧化碳,氧气含量还不到0.2%,无法满足人类呼吸。不过,有科学家发明了一台名为Moxie的制氧机,可以从火星大气中收集二氧化碳,转化为氧气和一氧化碳,氧气供人类呼吸,一氧化碳可作为燃料使用。去年这台制氧机随“毅力号”前往火星,今年2月已抵达火星开始测试。从一开始,这台制氧机就被设计为可以扩展到现在的100倍大小,如果试验成功,可以提供一个人一生都用不完的氧气。
刚登陆火星時,我们可以住在密封的充气庇护所或是登陆舱中。由于火星大气层很稀薄,强烈的紫外线会损害你的健康,宇宙射线甚至会改变你的DNA。因此,躲进地下,建设地下城市可能是一个明智的选择。
火星上昼夜温差极大,白天温度能超过21℃,夜间则会下降到-70~-80℃。全球性的沙尘暴也时有发生。因此,火星服不仅要足够坚固,能让你适应火星的低气压,还得保暖。美国科学家达瓦·纽曼研制了一种光滑紧身的火星服,可以满足身体保暖以及在火星生存的需要。在现有空间站宇航服的基础上改进而成的D-型和I-型火星服,也可以满足需求。
水、氧气、食物、住所、服装,似乎在火星生存的一切条件已经满足了,移民火星指日可待。不过,移民火星远远比这困难得多,复杂得多,还要做好更多的准备。地球到火星的旅途长达数月,空间狭小,物资匮乏;要经历从地球上你已经适应的重力,到发射时的超重、飞行途中的失重,到进入火星大气层时的再次超重。登陆火星后,长时间适应仅为地球表面1/3的火星重力,人的生理状态会发生显著的变化。几年之后,你应该还会回到地球,需要经受相反的重力体验。这种过山车式的重力变化,不是柔弱的人体可以承受的。登陆火星之后,面对无尽的荒凉,难以忍受的孤独,人的心理状态也是一个巨大的问题。因此,要实现火星生存,前路漫漫,但每一点突破,都在积累人类走向太空的能力。
2015年有一部很火的科幻片,讲的是一个被遗忘在火星上的倒霉宇航员的故事。在登陆舱被损毁、物资补给不足的情况下,为了维持生存,等待救援,他不得不动用一切聪明才智,千方百计地开展自救,甚至在荒蛮的火星戈壁上建起了蔬菜大棚,像模像样地种起了土豆……毫不夸张地说,他在火星上艰难求生的500多天,就是一出太空版的“鲁滨逊漂流记”。最终,在全人类的共同努力下,宇航员被有惊无险地救回了地球。
喜爱科幻的同学一定知道我说的是哪部电影,没错,这就是以“硬科幻”著称,被誉为“火星生存指南”的好莱坞科幻大片《火星救援》。值得一提的是,这部电影的拍摄得到了美国宇航局(NASA)的全力支持,片中展示的许多科技都来自NASA,NASA还参与了飞船、火星车、航天服等道具的设计,可以说是这部电影的“技术担当”。2015年电影热映时,NASA公布了一份人类登陆火星的详细报告,宣称人类不仅要在这颗橘红色星球上登陆,还要在那里生活数年,并最终建立基地。
不只是NASA,德国、荷兰、日本等许多国家的机构组织都有着雄心勃勃的火星移民计划。在科学家眼中,火星是最有可能实现大规模移民的星球。迄今为止,人类已经对火星进行了40多次科学探测,结果发现:火星上曾经有江河湖海,有过浓密的大气层,它的气候曾经温暖湿润,很适合生命的孕育。即便火星现在的环境已经恶化,成为一颗荒漠行星,但它仍然是太阳系中除地球之外最宜居的行星。按照当前科技的发展速度,我们可以乐观地估计,人类将在20内年登陆火星,100年后,我们将拥有一座火星城市。
不过,去火星也不是一场说走就走的旅行,要像《火星救援》的主角那样在火星上生存,需要完成许多复杂的技术准备。
水是生命之源,火星两极本身就含有丰富的冰山,地下也有冰层,而冰化为水汽后,可以被现有技术轻易提取。此外,还可以通过加热土壤收集水,或者通过大气冷凝提取其中的水汽。不过,这些途径需要的技术更复杂,也很昂贵。
火星的土壤与地球土壤有相似的成分。虽然火星上的太阳光比地球上的弱,但我们可以通过对光线进行收集增强,或者使用人造光源,满足光合作用的需要。还可以在火星土壤中加入有机质和微生物群落,让它更接近地球土壤。现在的技术已经可以实现改造火星土壤,未来有望在火星上种植作物。
火星大气中约95%是二氧化碳,氧气含量还不到0.2%,无法满足人类呼吸。不过,有科学家发明了一台名为Moxie的制氧机,可以从火星大气中收集二氧化碳,转化为氧气和一氧化碳,氧气供人类呼吸,一氧化碳可作为燃料使用。去年这台制氧机随“毅力号”前往火星,今年2月已抵达火星开始测试。从一开始,这台制氧机就被设计为可以扩展到现在的100倍大小,如果试验成功,可以提供一个人一生都用不完的氧气。
刚登陆火星時,我们可以住在密封的充气庇护所或是登陆舱中。由于火星大气层很稀薄,强烈的紫外线会损害你的健康,宇宙射线甚至会改变你的DNA。因此,躲进地下,建设地下城市可能是一个明智的选择。
火星上昼夜温差极大,白天温度能超过21℃,夜间则会下降到-70~-80℃。全球性的沙尘暴也时有发生。因此,火星服不仅要足够坚固,能让你适应火星的低气压,还得保暖。美国科学家达瓦·纽曼研制了一种光滑紧身的火星服,可以满足身体保暖以及在火星生存的需要。在现有空间站宇航服的基础上改进而成的D-型和I-型火星服,也可以满足需求。
水、氧气、食物、住所、服装,似乎在火星生存的一切条件已经满足了,移民火星指日可待。不过,移民火星远远比这困难得多,复杂得多,还要做好更多的准备。地球到火星的旅途长达数月,空间狭小,物资匮乏;要经历从地球上你已经适应的重力,到发射时的超重、飞行途中的失重,到进入火星大气层时的再次超重。登陆火星后,长时间适应仅为地球表面1/3的火星重力,人的生理状态会发生显著的变化。几年之后,你应该还会回到地球,需要经受相反的重力体验。这种过山车式的重力变化,不是柔弱的人体可以承受的。登陆火星之后,面对无尽的荒凉,难以忍受的孤独,人的心理状态也是一个巨大的问题。因此,要实现火星生存,前路漫漫,但每一点突破,都在积累人类走向太空的能力。