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[长篇] 将火星改造成另一个地球 [复制链接]

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发表于 2010-11-19 16:45:42 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 落魄狭 于 2010-11-19 18:25 编辑

假如有一天,地球真的在巨大的毁灭性灾难中消失,而人类有足够的能力到达火星,那么人类真的可以把火星改造成第二个地球吗?目前已经有科学家致力于这项研究工作。
科学家预测,如果全部完成的话,火星的地球化改造将是一项非常庞大的事业。火星环境地球化的初级阶段需要几十年甚至上百年。将整个星球改造为类似于地球的居住地可能需要数千年的时间。有些人甚至认为这样一项工程将持续数百万年。那么,我们如何才能把沙漠一样的干燥土地变成人类、植物和其他动物可以生存的繁茂环境呢?人们已经提出了以下三种地球化的方法:
1 利用大型轨道镜来反射太阳光,从而使火星表面升温。
2 利用温室气体生产厂来留住太阳辐射。
3 利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。
美国宇航局目前正致力于开发一种太阳帆推进系统,该系统通过巨大的反光镜来利用太阳辐射,从而推动太空船在太空中的航行。这些巨大反光镜的另外一个用途就是:将它们放置在距火星32万公里处,利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。科学家提议制造直径为250千米、覆盖面积超过密歇根湖的聚酯薄膜反光镜。这些巨大反光镜的重量将达200,000吨,这意味着它们体形太大而无法从地球发射。不过,人们有可能可以利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。
如果把这样大小的镜子对准火星,它可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的:通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上,使那里的冰融化,释放出人们认为储存在冰内的二氧化碳。多年之后,气温上升将导致氯氟烃(即CFC,这是一种空调或冰箱中存在的温室气体)等温室气体的释放。
另一种增厚火星大气层从而提高星球温度的方法是:建立以太阳能为动力的温室气体生产厂。在过去的一个世纪里,人类已经积累了许多制造温室气体的经验。我们已经无意识地向自己的大气层中排放了大量温室气体,一些人认为这些温室气体增加了地球的温度。通过建立几百个这样的工厂,可以在火星上重现与地球上相同的加热效应。这些工厂的唯一目的就是向大气层中释放氯氟烃、甲烷、二氧化碳和其他温室气体。
这些温室气体制造厂或者被运送到火星上,或者直接利用火星上现有的原材料制造出来,这将需要几年的时间。为了把这些机器运输到火星上,它们必须轻便高效。这些温室机器会模拟大自然中植物的光合作用,吸入二氧化碳,并排放出氧气。这需要很多年。但是火星大气层的含氧量会缓慢增加,直到火星上的移民者只需要一个呼吸辅助器,而不再需要宇航员所穿的增压服。还可以利用光合细菌来代替或协助这些温室机器。
太空科学家克里斯托弗·麦凯和罗伯特·组布林(移民火星一书的作者)还提出了一个更加极端的方法来提高火星温度。他们认为,用含有氨的巨大冰冻小行星猛烈撞击这颗红色星球,将会产生大量的温室气体和水。为了实现这一目标,需要在外太阳系的小行星上以某种方式安装热核火箭发动机。火箭将推动小行星以大约4千米/秒的速度运行,大约10年之后,火箭将停止运行,100亿吨重的小行星可以在无动力的条件下向着火星滑行。撞击时将产生大约1亿3千万兆瓦的能量。这些能量足够地球使用十年。
如果有可能控制一颗如此巨大的小行星撞击火星,那么一次碰撞产生的能量可以使火星的温度上升3摄氏度。温度的突然升高将造成大约一万亿吨的水融化,这些水足够形成一个深1米、覆盖面积超过康涅狄格州的湖泊。50年内通过几次这样的碰撞,将会创造出温和的气候,还可以制造出足以覆盖星球表面25%的水。然而,每次小行星轰击所释放的能量相当于70,000兆吨当量的氢弹,这将使人类在该星球上安家落户的时间推迟几百年。
虽然我们在本世纪内就可以到达火星,但是火星环境地球化这一想法的完全实现却需要几千年的时间。地球用了几十亿年的时间才变成了一个生机蓬勃的星球。将火星环境改造成像地球一样并不是一项简单的工程。人类需要付出几个世纪的智慧与劳动,才能建立一个适合居住的环境,并将生命送往寒冷干燥的火星世界。
[wma]http://www.xjsibe.com/up/mediafile/2010041200272297.mp3[/wma]

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发表于 2010-11-19 16:46:28 |只看该作者
改造火星

主条目:地球化

有些人认为火星的环境可以被改造成类似地球的样子,主要是当作未来暴增人口的移民地。可以有以下几个方法:

1. 在大气中增加适合适量的气体(包括温室气体和适合生物生存的气体),增加地表温度与气压,主要是为了液态水,其次是植物、动物。
2. 在太空中架设巨大反射(或折射)镜群,将阳光反射至火星表面。
3. 大量融解地下冻土层,再把水引到地表。虽然一开始会结冰,但随着工程进行,冰层进而融化形成水圈。
4. 在冰上(包括两极)培植深色藻类进而加速融化。
5. 散布固沙菌类、植物,防止沙暴的发生,进而生成土壤,扩大居住地。

在进行融化地下层时,虽然上层冻土的重量会把下面融解的液态水挤到地表,但是地层会下陷,而且结成的冰会增加地表的反照率,加上升华至大气的水,都会改变气候,因此这些因素都要考虑进去。

不过当然还是有难以解决的问题,那就是来自太空的辐射。虽然可以用太空的反射镜处理,但是这些镜子是非常脆弱的。最根本的办法就是到地核去启动火星的磁场,抵抗太阳风和宇宙射线。但是这需要大量的能量,需要的技术还得再加强,况且地磁的成因都还尚未明了。

不过在动工之前,人类应完整而仔细的审视这星球的一切,并且设立保护区与开发限制,因为只要一开工,就会对保存久远的地质资料造成重大破坏,是后悔都来不及的。


美国NASA和墨西哥一所大学的科学家们目前正在对墨西哥最高山脉奥里萨巴火山上的松树进行研究,希望能从中找出植物在险恶环境下生存的秘诀。

科学家预言,人类有望于100年内在火星上种上树木,从而在未来几个世纪中将火星改造成一个绿色星球。

研究墨西哥火山松树

据报道,美国NASA和墨西哥国立自治大学的科学家们目前正在对墨西哥最高山脉奥里萨巴火山上的松树林进行研究,积雪皑皑的奥里萨巴火山是一座海拔4200米的死火山,该火山上一些松树林的海拔位置比地球上任何树木的位置都高。

科学家相信,如果他们能够释放出火星土壤中的隔热气体,增加火星表面的空气压力,开始光合作用,那么他们就能在火星上创造出一个支持吸氧生命的大气层。而最关键的一步,就是要能够在火星表面种活树木。

墨西哥国立自治大学教授拉菲尔·纳瓦罗-冈扎利兹说:“这听起来有点像是科幻小说,但我们认为这是完全可行的。我们已经亲身体验了温室气体让地球气候变暖的过程,但在火星上,我们可以让这个过程来得更快。”据悉,为了找出在火星种树的秘诀,冈扎利兹已经对奥里萨巴火山上的松树林研究了整整9年时间。

首先要提高火星温度

据美国NASA科学家克里斯·麦凯称,尽管离人类第一次载人登陆火星任务只有10年到15年时间,但让火星表面温度变暖的“改造火星”实验,最早也要到50年后才能开始实施。

科学家相信,他们只要向火星大气中释放出类似甲烷或一氧化碳的“绝缘”气体,就能将火星表面的温度从现在的零下55摄氏度增加到零上5摄氏度,而这种温度和松树葱郁的奥里萨巴火山4200米高处的温度已经非常相近。”

探索殖民火星可能性

尽管火星表面只有荒凉的岩石,大量的紫外线辐射,以及极端稀薄的二氧化碳空气,但人类却一直希望能在火星上发现生命。科学家相信火星极地的冰帽可以融化成海洋,而火星土壤中也包含生命需要的许多关键元素。当人类将温室气体释放到火星大气中后,人类就可以将细菌带到火星上,让细菌进行光合作用,最后,科学家可以通过载人登陆火星任务,将树木种子带到火星上。

冈扎利兹说:“我们将探索人类殖民火星的可能性,但如果那儿已经有生命,我们就没有任何权利摧毁它们。不过,如果火星只是一个荒凉不毛的地方,我们就可以将地球上的生命带往那里。”冈扎利兹称,一旦火星种树计划成功实现,那么这颗贫瘠的行星将会被人类改造成一个拥有绿色平原、蓝色湖泊和丰富矿藏的新世界,这些矿藏将来甚至可以支援地球。

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发表于 2010-11-19 16:47:50 |只看该作者
火星1000年后变“绿洲”?
随着人类对火星的了解越来越多,许多科学家已经开始探索人类未来移民火星的可行性。美国“火星协会”甚至制订出了一套详细的“千年改造火星”计划,这套计划可以让火星逐步改造成一个可供人类居住的绿色星球。

  美科学家欲让火星1000年后变绿洲
  对于将火星改造成“绿色星球”的惊人设想,许多科学家都认为至少需要2万年到10万年左右的时间,但美国非赢利性科研组织“火星协会”创始人罗伯特·祖柏林却认为,改造火星的过程大约只要1000年时间就可以完成,而美国NASA行星科学家克里斯·麦凯也赞同祖柏林的想法。
  据美国科学家称,人类“改造火星”的方案完全可行,因为火星探测器早就发现火星上曾经有过河流和海洋的证据,火星以前曾经有过温暖的气候,人类只需要知道如何让火星重新变暖就可以改造火星气候——那就是设法让火星不断向大气中释放温室气体。而大多数曾让火星保持温暖气候的二氧化碳气体现在可能仍然还留在火星上,它们可能都被冻结在了火星土壤和极地冰帽中。
  “火星协会”总裁祖柏林称,通过他的“千年改造火星”计划,人类将能够像“愚公移山”一样在1000年内将毫无生机的火星逐步改造成一个绿色星球。
  “千年改造火星”计划分6步
  祖柏林的“千年改造火星”计划共分6大步:
  第一步,人类宇航员首先需要登陆火星,对火星进行长达数年的一系列勘测探索任务。每次载人火星登陆任务中,宇航员都将在火星上建立一个小型生活基地。
  第二步,在100年左右的时间中,科学家将通过各种方法让火星释放出冻结在土壤中的二氧化碳,让火星“全球变暖”。大约30亿年前,火星表面曾包围着厚厚的二氧化碳大气层,但由于火星变冷,大部分二氧化碳都被土壤吸收冻结了起来。当冷冻在火星土壤和极地冰帽中的二氧化碳逐步释放到空气中后,火星将会逐步形成一个大气层。
  第三个步,200年后,当火星渐渐变暖,从火星地表释放出来的二氧化碳气体,已经足够在火星上空形成一定的大气压,那么火星地表将会有液态水流动,水分开始蒸发,火星将会出现雨雪等天气现象。人类可以将那些在南极洲极端气候中仍然存活的细菌和苔藓带到火星上繁衍,微生物、藻类、苔藓植物都可能会在火星岩石上生存。
  第四步,600年后,当微生物在火星表面制造出足够的有机土壤,并且向大气中释放出一定的氧气后,人类将可以向火星表面移植一些开花植物,针叶树或温带林最后将可能在火星上生根。植物的生长,意味着火星上将会产生更多的氧气,光合作用将会使越来越多的二氧化碳变成氧气。
  第五步,900年后,人类将可以在火星上建造殖民地,火星上将会建立核电站、风力发电站,为火星殖民地提供源源不断的能源供应。
  第六步,也即在1000年后左右,人类将可以移民到火星生活,火星上将会建有很多带穹顶的封闭型城市。这时火星赤道的平均温度已经高达4摄氏度,火星大气中将包含50%的二氧化碳气体、40%的氮气、5%的氧气和5%的其他气体。
  不过,由于1000年后火星上的氧气含量仍然很低,所以“火星人”在火星表面散步时,仍然需要像在水下潜水一样佩戴氧气面具。

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发表于 2010-11-19 16:48:44 |只看该作者
未来几百年 人类有望将火星改造成绿色家园
“人类一直在寻找地球以外的‘第二栖息地’,在地球周围,火星是最适合改造的星球。”我国绕月探测工程科学应用首席科学家、中国科学院院士欧阳自远在今天举行的院士报告会上说。
  他表示,火星与地球有许多相似之处。例如地球上的一天是23小时56分,火星是24小时37分,有几乎相同的昼夜;地球的轨道面和赤道面的夹角是23度27分,火星是25度11分,它们有几乎相同的季节变化。这些相似性都表明,火星是人类向太空移民的最好候选者。
  要在火星建造适合人类生存的环境,需要提高其表面温度;增加大气浓度,改变大气组分;建立火星表面生态环境等,要实现这些技术并非遥不可及。欧阳自远认为,人类有望通过几个世纪的努力,将火星改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的新世界。
  本场报告会今天在中国科技信息研究所举行,数百位慕名而来的听众将会场挤得水泄不通。而3小时的精彩报告也让他们不虚此行,享受了一次丰盛的“科普盛宴”。
  月球造水需采取工厂化生产方式
  身为“嫦娥之父”,欧阳自远的主要话题仍是围绕月球展开。一位听众问到了月球取水问题,使他兴致颇高。
  “以后人类要在月球建立空间站,用水问题十分重要。”他谈及美国2009年进行的“撞月探水”实验,认为设计精巧,具有重要科学意义。他说,月球的永久阴影区确实有存在水冰的可能性,因为彗星中含有冰雪,撞击月球后,冰雪飞溅到阴影区,总会有一些保存下来。但要对撞击坑里的水进行开采利用,却是没有前途的。
  他介绍说,这些坑往往深达几公里,温度在零下180摄氏度以下,而且漆黑一片,无法使用太阳能。这样恶劣的环境,别说人和机械很难进入,就算进去了也无法工作。此外,土壤中冰的含量大约只有千分之一,也就是说给一吨土加热,只能获得一公斤水蒸气,再收集转化成蒸馏水。如果要大规模取水,怎么加热那么多土壤?这些问题都无法解决。
  “现在全世界公认,如果将来月球基地用水,一定是采取工厂化生产的方式。”欧阳自远说,月球土壤里有大量钛铁矿,利用钛铁矿和氢气还原,就会变成金属铁、二氧化碳和水分子。一吨钛铁矿可以生产116公斤水。这样工业化生产既可以利用太阳能,又是可以作业的环境,造水将是很容易的事。
  金星探测困难重重
  “要研究地球,还必须研究地球的‘兄弟姐妹’,找到它们共同的‘遗传基因’和各自的不同点,所以我们除了探索月球、火星,将来还要对太阳系其他行星进行探测。”欧阳自远表示,金星也是地球的近邻,全世界对金星开展过40次探测,但大多数并不成功。
  “探测金星难度很大。”他介绍说,金星的大气压力比地球高近百倍,表面温度达到近400摄氏度,大气主要成分是二氧化硫和硫化氢,下的雨是强酸雨,环境十分恶劣,而且表面烟雾弥漫,在浓厚的大气遮盖下什么也看不见。
  欧阳自远介绍说,目前对金星表面探测取得成功的只有美国的“麦哲伦”号金星探测器。我国如果要探测金星,必须充分研究目前国际上已经取得的成果,并结合自己的技术。要做就争取做得比以前的更好。不过他表示,我国目前还处于讨论阶段,尚无明确计划。
  人类可以担任地球的“保护神”
  6500万年前,地球受到其他天体撞击,导致恐龙灭绝。欧阳自远幽默地说:“你们别误会,恐龙可不是被陨石砸死的。”
  他介绍说,陨石撞击地球时产生的能量相当于数千颗原子弹爆炸的威力,大量粉尘被掀上天空,遮天蔽日,持续了几个世纪才逐渐落下来。这段时间,地球的平均温度降低了10多摄氏度,同时植物失去光合作用大量死亡,生物链由此被破坏,最终导致大量生物灭绝。
  如今,“彗星撞地球”的题材仍被许多科幻作家钟爱。但欧阳自远表示,在当今科学技术支撑下,人类已经具备了担任地球“保护神”的能力。
  “要防御小行星撞击,不是像有些电影里说的那样发射导弹迎击,那样即使把小行星炸碎,碎片落到地球上一样会造成灾难。”他说,“科学的方法是发射一个航天器,靠近小行星之后轻轻一‘推’,就能与地球擦肩而过。”

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发表于 2010-11-19 16:49:53 |只看该作者
将火星改造成另一个地球 已有科学家致力研究工作

假如有一天,地球真的在巨大的毁灭性灾难中消失,而人类有足够的能力到达火星,那么人类真的可以把火星改造成第二个地球吗?目前已经有科学家致力于这项研究工作。科学家预测,如果全部完成的话,火星的地球化改造将是一项非常庞大的事业。火星环境地球化的初级阶段需要几十年甚至上百年。将整个星球改造为类似于地球的 居住地可能需要数千年的时间。有些人甚至认为这样一项工程将持续数百万年。那么,我们如何才能把沙漠一样的干燥土地变成人类、植物和其他动物可以生存的繁 茂环境呢?人们已经提出了以下三种地球化的方法:1 利用大型轨道镜来反射太阳光,从而使火星表面升温。

2 利用温室气体生产厂来留住太阳辐射。

3 利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。

美国宇航局目前正致力于开发一种太阳帆推进系统,该系统通过巨大的反光镜来利用太阳辐射,从而推动太空船在太空中的航行。这些巨大反光镜的另外一个用途就是:将它们放置在距火星32万公里处,利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。科学家提议制造直径为250千米、覆盖面积超过密歇根湖的聚酯薄膜反光镜。这些巨大反光镜的重量将达200,000吨,这意味着它们体形太大而无法从地球发射。不过,人们有可能可以利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。

如果把这样大小的镜子对准火星,它可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的:通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上,使那里的冰融化,释放出人们认为储存在冰内的二氧化碳。多年之后,气温上升将导致氯氟烃(即CFC,这是一种空调或冰箱中存在的温室气体)等温室气体的释放。

另一种增厚火星大气层从而提高星球温度的方法是:建立以太阳能为动力的温室气体生产厂。在过去的一个世纪里,人类已经积累了许多制造温室气体的经验。我们已经无意识地向自己的大气层中排放了大量温室气体,一些人认为这些温室气体增加了地球的温度。通过建立几百个这样的工厂,可以在火星上重现与地球上相同的加热效应。这些工厂的唯一目的就是向大气层中释放氯氟烃、甲烷、二氧化碳和其他温室气体。

这些温室气体制造厂或者被运送到火星上,或者直接利用火星上现有的原材料制造出来,这将需要几年的时间。为了把这些机器运输到火星上,它们必须轻便高效。这些温室机器会模拟大自然中植物的光合作用,吸入二氧化碳,并排放出氧气。这需要很多年。但是火星大气层的含氧量会缓慢增加,直到火星上的移民者只需要一个呼吸辅助器,而不再需要宇航员所穿的增压服。还可以利用光合细菌来代替或协助这些温室机器。

太空科学家克里斯托弗·麦凯和罗伯特·组布林(移民火星一书的作者)还提出了一个更加极端的方法来提高火星温度。他们认为,用含有氨的巨大冰冻小行星猛烈撞击这颗红色星球,将会产生大量的温室气体和水。为了实现这一目标,需要在外太阳系的小行星上以某种方式安装热核火箭发动机。火箭将推动小行星以大约4千米/秒的速度运行,大约10年之后,火箭将停止运行,100亿吨重的小行星可以在无动力的条件下向着火星滑行。撞击时将产生大约1亿3千万兆瓦的能量。这些能量足够地球使用十年。

如果有可能控制一颗如此巨大的小行星撞击火星,那么一次碰撞产生的能量可以使火星的温度上升3摄氏度。温度的突然升高将造成大约一万亿吨的水融化,这些水足够形成一个深1米、覆盖面积超过康涅狄格州的湖泊。50年内通过几次这样的碰撞,将会创造出温和的气候,还可以制造出足以覆盖星球表面25%的水。然而,每次小行星轰击所释放的能量相当于70,000兆吨当量的氢弹,这将使人类在该星球上安家落户的时间推迟几百年。

虽然我们在本世纪内就可以到达火星,但是火星环境地球化这一想法的完全实现却需要几千年的时间。地球用了几十亿年的时间才变成了一个生机蓬勃的星球。将火星环境改造成像地球一样并不是一项简单的工程。人类需要付出几个世纪的智慧与劳动,才能建立一个适合居住的环境,并将生命送往寒冷干燥的火星世界。

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人类有望将火星改造成“绿色家园”
“人类一直在寻找地球以外的‘第二栖息地’,在地球周围,火星是最适合改造的星球。”我国绕月探测工程科学应用首席科学家、中国科学院院士欧阳自远在今天举行的院士报告会上说。
  他表示,火星与地球有许多相似之处。例如地球上的一天是23小时56分,火星是24小时37分,有几乎相同的昼夜;地球的轨道面和赤道面的夹角是23度27分,火星是25度11分,它们有几乎相同的季节变化。这些相似性都表明,火星是人类向太空移民的最好候选者。
  要在火星建造适合人类生存的环境,需要提高其表面温度;增加大气浓度,改变大气组分;建立火星表面生态环境等,要实现这些技术并非遥不可及。欧阳自远认为,人类有望通过几个世纪的努力,将火星改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的新世界。
  本场报告会今天在中国科技信息研究所举行,数百位慕名而来的听众将会场挤得水泄不通。而3小时的精彩报告也让他们不虚此行,享受了一次丰盛的“科普盛宴”。
  月球造水需采取工厂化生产方式
  身为“嫦娥之父”,欧阳自远的主要话题仍是围绕月球展开。一位听众问到了月球取水问题,使他兴致颇高。
  “以后人类要在月球建立空间站,用水问题十分重要。”他谈及美国2009年进行的“撞月探水”实验,认为设计精巧,具有重要科学意义。他说,月球的永久阴影区确实有存在水冰的可能性,因为彗星中含有冰雪,撞击月球后,冰雪飞溅到阴影区,总会有一些保存下来。但要对撞击坑里的水进行开采利用,却是没有前途的。
  他介绍说,这些坑往往深达几公里,温度在零下180摄氏度以下,而且漆黑一片,无法使用太阳能。这样恶劣的环境,别说人和机械很难进入,就算进去了也无法工作。此外,土壤中冰的含量大约只有千分之一,也就是说给一吨土加热,只能获得一公斤水蒸气,再收集转化成蒸馏水。如果要大规模取水,怎么加热那么多土壤?这些问题都无法解决。
  “现在全世界公认,如果将来月球基地用水,一定是采取工厂化生产的方式。”欧阳自远说,月球土壤里有大量钛铁矿,利用钛铁矿和氢气还原,就会变成金属铁、二氧化碳和水分子。一吨钛铁矿可以生产116公斤水。这样工业化生产既可以利用太阳能,又是可以作业的环境,造水将是很容易的事。
金星探测困难重重
  “要研究地球,还必须研究地球的‘兄弟姐妹’,找到它们共同的‘遗传基因’和各自的不同点,所以我们除了探索月球、火星,将来还要对太阳系其他行星进行探测。”欧阳自远表示,金星也是地球的近邻,全世界对金星开展过40次探测,但大多数并不成功。
  “探测金星难度很大。”他介绍说,金星的大气压力比地球高近百倍,表面温度达到近400摄氏度,大气主要成分是二氧化硫和硫化氢,下的雨是强酸雨,环境十分恶劣,而且表面烟雾弥漫,在浓厚的大气遮盖下什么也看不见。
  欧阳自远介绍说,目前对金星表面探测取得成功的只有美国的“麦哲伦”号金星探测器。我国如果要探测金星,必须充分研究目前国际上已经取得的成果,并结合自己的技术。要做就争取做得比以前的更好。不过他表示,我国目前还处于讨论阶段,尚无明确计划。
  人类可以担任地球的“保护神”
  6500万年前,地球受到其他天体撞击,导致恐龙灭绝。欧阳自远幽默地说:“你们别误会,恐龙可不是被陨石砸死的。”
  他介绍说,陨石撞击地球时产生的能量相当于数千颗原子弹爆炸的威力,大量粉尘被掀上天空,遮天蔽日,持续了几个世纪才逐渐落下来。这段时间,地球的平均温度降低了10多摄氏度,同时植物失去光合作用大量死亡,生物链由此被破坏,最终导致大量生物灭绝。
  如今,“彗星撞地球”的题材仍被许多科幻作家钟爱。但欧阳自远表示,在当今科学技术支撑下,人类已经具备了担任地球“保护神”的能力。
  “要防御小行星撞击,不是像有些电影里说的那样发射导弹迎击,那样即使把小行星炸碎,碎片落到地球上一样会造成灾难。”他说,“科学的方法是发射一个航天器,靠近小行星之后轻轻一‘推’,就能与地球擦肩而过。”

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美国殖民者设想用600年时间将火星改造成地球

我们能把火星变成地球吗?能将火星凛冽寒冷、空气稀薄的地表转化为更加适宜于人类居住的地球环境吗?如果能,我们应该怎样做?

第一个答案非常明确:当然,我们完全有可能做到。通过宇宙飞船发回的数据(包括目前正在火星探测的飞行器在内),我们已经发现有证据可以表明,在火星形成初期,它的气候温和,有一段时间曾有河流流入汪洋大海的迹象。在地球上生活的我们,已经知道如何让行星变暖的方法,那就是向大气层中添加一些温室气体。大量的二氧化碳曾经使火星的气候变得温和,并且目前在火星上仍然可能存在着二氧化碳。在冻结的泥土和极地冰盖中还可能存在着水。要将火星恢复到它的最佳气候阶段,我们所需要的就是一位拥有庞大预算的园艺师。


美国宇航局(NASA)的行星科学家克里斯·麦凯(ChrisMcKay)表示,将火星地球化的大部分工作需要火星自身完成。


麦凯说:“人类所做的工作只是将火星的气候变暖,然后撒下孕育生命的种子。”全氟化碳(Perfluorocarbons)是一种强效的温室气体,可以用火星的泥土和空气中的成分合成获得,然后将它释放到大气中。这会使整个行星变暖,然后它们就会释放出冷冻的二氧化碳气体。二氧化碳会升高温度,将大气压力增加到能让液态水流动的程度。与此同时,威斯康星大学的植物学家詹姆斯·格雷厄姆(James Graham)说,通过这种方法,人类殖民者就可以在这颗红色的星球上建立一个可持续的生态环境。首先在火星的南极地区会生长出细菌和地衣类植物,之后会出现苔藓类植物,一千年或更长时间后会长出红杉树。再经过几千年的时间,长成的森林会逐渐培育释放出氧气。


像火星协会主席罗伯特·祖布林(Robert Zubrin)这样的积极人士,仍然梦想着在火星上会出现人类的城市。祖布林是一位工程师,他认为人类文明只有通过无限扩张,才有可能得到繁荣发展。这类处于研究前沿的课题只对麦凯一类科学家来说具有可行性。他说:“我们将来居住在火星上,就像居住在南极地区一样。在南极没有小学。”但他认为人类在未来的火星上所学习到的经验会有助于我们与地球更为融洽地相处。

但是,有关实现该计划的时间尚有待商榷。火星目前对人类没有直接利害关系,或许,地球上的麻烦已经够让人类头痛不已。但是,做为这个星球上最为强势的领导,美国一个由白宫指定的讨论组最近建议首先在月球或小行星上尝试一下,并指出宇航局缺少进行太空之旅的预算费用。最后一点,我们还无法估算出,要将一颗死气沉沉的行星变成地球一样的绿色星球到底会花费多少费用。



火星改造之方案:

要想移居火星,先要了解一个概念——外星环境地球化,这个词的意思是“改变外星的环境,如大气层里的气体,使之接近地球的自然环境”。对于火星来说,最 重要的是要让火星上生成人类赖以生存的氧气。对于这一目标,很多科学家认为需要2万至10万年的时间,因而是遥不可及的。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。

祖柏林把自己的工作跟哥伦布发现新大陆相提并论,如今他已经制定出一套详细的改造火星计划,而他领导的火星协会则将如“愚公移山”般逐步 实施这个惊世骇俗的移民计划,也许1000年后,当温室效应最终摧毁我们的家园的时候,祖柏林的移民计划会成为人类的“诺亚方舟”。

祖柏林宏大的改造计划共分5步,这些性急的“火星人”甚至设计好了未来火星共和国的国旗,这面好似法国国旗的旗帜,颜色不是法兰西的蓝白红,而是红绿蓝。


为什么要改造火星?

火星环境改造是一项世纪大工程,甚至于是一项空前绝后的大工程,为这项世纪工 程所要投入的人力、物力和财力无法估量,为完成这项工程所需要的时间不是十几年或几十年,而是几百年或上千年。人类为什么要花费如此高昂的代价来实施这项 工程?这确实是需要很好解决和回答的一个大问题。对于这个问题,科学家提出几种不同的理论:

(1)人口输出论:因为地球上的人口越来 越多,资源越来越少,环境越来越坏,生活质量越来越下降,因此应该寻找出路,将地球上过多的人口输出到其他星球上,而在太阳系中,唯一能够接收地球上过多 人口的就是火星。

(2)保留人种论:万一有一天一颗小行星撞击地球,人类就会像6000万年前的恐龙一样,几小时之内就灭绝,在这种 情况下,如果人类对火星进行改造,给自己留条后路,赶紧送几批人到火星上去,就可以保留人种,在火星上繁衍生息。

(3)火星还原论: 火星表面有大量的水,在几十亿年以前火星还是一颗到处都布满水的行星,火星过去的环境跟地球一样,这种环境完全适合于生命的存在。因此人类改造火星的目的 就是要恢复火星过去的环境,还原其本来“面目”。

(4)人性论:人类对火星的改造是由人的本性决定的,因为人总是不断进取,不断扩大 自己的生存空间,不断改造周围环境,使之适合于自己的需要。因此改造火星环境,是人类历史发展的必然,是人类本性的集中体现。



第一步:

达到“环境地球化”的临界点

完成自给自足的定居点从而移民火星具体计划的第一步,则是先让火星达到“环境地球化”的临界点——使这个寒冷的星球变暖。现在火星赤道附近的温 度有时可以达到0℃以上,要使火星的冰冻物质完全融化,至少需要使火星的外层大气达到40℃左右。与地球正在努力遏制温室效应不同,祖柏林表示人类将要在 火星上制造一场“巨大的温室效应”。在祖柏林的计划中,完成这一步的时间为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

祖柏林给火星加热的第一个方案是一面大镜子,这面镜子的直径将超过120公里,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。

不过,这面太空镜子太大了,人类目前的科学水平还造不出这样的太空镜。

第二方案:小行星撞击

太空中很多小行星都是由冷冻的氨气构成的,而氨气则是重要的温室气体。祖柏林的计划是,让一颗直径2.5公里左右的小行星去撞击火星,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,实现这一方案的科学难度也很大。

第三方案:制造温室气体

祖柏林的第三种方案是在火星上人工制造温室气体,这是被认为最为可行的方案。和许多科学家一样,祖柏林认为四氟化碳是最有效的温室气体,他计划 在火星上建几处化工厂,不停地制造四氟化碳。根据计算,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

现在的火星上只有稀薄的大气,但在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冰冷冻起来。 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。祖柏林表示,“土壤中释放出来的二氧化碳可以在20年内让火星温度再升高5.6℃,这 时候一些冰开始融化成水,水也开始蒸发,并形成雨雪等天气现象。”根据他的计算,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不断释放,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,不过祖柏林表示,“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

植物的生长,意味着氧气的产生,光合作用使二氧化碳逐渐变成氧气。

为了加快制造氧气的速度,火星居民将大规模种植各种植物,并小心处理各种垃圾,因为垃圾腐败会制造大量二氧化碳。此外,基因工程将帮上大忙,祖柏林预计,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

前面的规划看起来似乎很顺利,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

火星比地球小一些,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,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 而与地球一样,有四季分明的气候,冬季最低温度为零下125℃,夏季最高22℃,平均气温-63℃。这样的自然状态虽然仍不适合人居住,但与月球相比,可 说有天壤之别。虽然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。

此外,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,可还原出氧气来。火星上有丰富的能源。如风能比地球上要丰富得多;火星上有地热能;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。火星上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。

在改造之前仍需封闭型的基地:

也有人建议先开发月球后建一个月球基地以便能模拟火星或更远行星的探险任务以提供足够的经验。开发其它类地行星是人类生存的必然过程。


新奇的方案:
二十一世纪后期将可能开始进行改造行星的计划。

(1)引进纳米机器人
顾名思义,这种机器人的大小为纳米量级。它们用微小的手臂拾起并移动原子,靠超微电脑指导自己的行动。纳米机器人基本分为两种:普通装配工和自我复制 工。这些分子大小的机器人可能安装有手指来操作原子,安装有探针来区别不同的原子或分子,并输入程序指挥机器人的行动。

这种纳米机器 人不仅能快速自我复制,从一小群变成数万亿,而且它们工作的效率极高,同时还节省能耗。纳米机器人自我复制用的原材料来自火星土壤。每一个纳米机器人重9 至10个原子质量单位。如果复制1800万亿个纳米机器人,其重量仅为30克。纳米机器人的复制速度是按指数增长,如果复制10小时,将有680亿亿纳米 机器人。不过这样多的纳米机器人仅重120千克。如果复制24小时,重量将达到1吨,然后稳定在这一水平。两年以后就能生产出2000万亿吨的气体,20 年后火星表面的大气压力就能达到人类居住所需要的水平。当然,要将火星环境改造成像地球一样的生物圈,还需要300年。

根据工作任务 的不同,需要三种纳米机器人:一种是专门处理二氧化碳的;另一种是专门生产氮的;还有一种是专门生产氧的。这些纳米机器人在完成任务以后,按照原定程序会 自毁和自行分解。这种机器人分解后的产物又成为将来种植庄稼、蔬菜和果树的肥料。

           
如果人工纳米机器人能自我复制的话,将它们置于行星的表面,后以几何式复制增加数量1-2-4-8-16-32。。。直到亿亿亿兆万个!聚合分类与采用当地各种原子(碳,氢,氧。。。)合 成(叶绿素+水+有机物+适当的空气类型+清除有害的“不明细菌”??创造出 类地环境。纳米机器人将以人类操控米粒那样操控原子。经过探测器的探测适当的资源点时,后将数万个自我复制 功能的纳米机器人投放于被选中的地点,这时才开始收集各种各样的原子或分子,进行化学反应后又分类得到的产 物,后利用这些资源复制自身,当设定到达一个时间并足达到够的数量时,一个终端机械人将禁止复制指令发送给 每一个纳米机械人。复制完成后才重复采集并夺取与分类的工作,改造星球环境。
另外,将当量为亿吨高爆炸药以反物质作点燃纯核融合这是为了避免使用核裂变作点火而释放有害的永久性的核 辐射,同时还有减轻核武的质量的目的以方便运载。核武释放于有水冰的星球两级,从而制造温室与水源。 如果星球上的辐射问题与磁场问题否可以使用特别的合成物放置问题点比如能将磁场屏蔽化的镍钴共晶合金埋在土中,这需要人类宇航员或大型机械人的工作。

(2)微型环境改造法

这种微型环境改造法可以形象地称为“蚂蚁啃骨头”的办法,其特点是用大量的微型环境改造取代全球性的环境改造。 提出这种方法的人建议,按照环境改造的最小单位,在火星表面建造大量的微型温室。这种微型温室相当于我国农民田里种菜时建的塑料棚,不过它是圆形,直径 14至18米,由透明的双层纤维塑料制成。塑料棚里面白天温度升高,夜里温度也不会降低太多,棚内大气压力维持在60至70毫巴以上。塑料棚里面就是一个 小型生态系统,里面不仅有生物,而且还有适合于这种生物生存的环境,特别是里面的植物能进行正常的光合作用。塑料棚不仅能防护棚内小型生态系统的稳定性, 而且还与外界火星环境有一定程度的气体交流。通过这种有控制的气体交流,微型温室不断地吸收外面的二氧化碳,同时又能定期释放出氧气和一些有机物质。

微型温室在火星表面就相当于沙漠中的绿洲,绿洲虽然很小,但因为数量极大,因此也能慢慢地、一点一点地改变火星环境。


人类必然在本世纪下半叶中开始改造火星,到那时以上所说的技术都具备了,等着未来的全球领导人的决策罢了。










问题与挑战:
1.火星上的大气太稀 薄了。
2.火星的磁场分布不一。
3.火星的磁场太弱,太阳风抄袭
刮走火星大气,易烤干水源与威胁生命。
4.小行星与彗星擦 过或直接 撞击的危险性
5.火星上的水分的沸点会很低。
6.火星上的沙尘暴会对宇航员及科学仪器造成不良的影响。

可能的解决方法:
1.人造磁场:
改变的电场,磁场无处那里都可以产生。以必免太阳风刮走火星大气,烤干水源与威胁生命。 磁场由行星级的常温超导体生成,大概0.6特斯拉的磁场就足够了,人造磁场能防止太阳风与宇宙辐射等危害生命的射线,并只在有人住的地方放置。
美科学家提出产生强磁场的新思路
(一束激光和一根细线创造强磁场)
http://www.edu.cn/20020226/3021193.shtml

2.空气成分分配:
为了应付火星大气的低压,人们必须使用纳米机械人将火星的空气成分调整一下就可以了,比如增加 二氧化碳等 重 气体。
3.人体改造:
使用基因工程将人类的染色体略改造以适应外星球的环境。

4.防卫系统
由于失去了像月球那样的保护,再加上火星相对地球靠近小行星带,如果碰上具有威胁性的小行星,那么将启动撞击核武,用于摧毁或必使小行星偏移轨道。
5.将基地点置于火星的地底下。
6.将基地置于地下,居住舱内封闭空气的循环由绿化室提供新鲜空气,气闸舱安装净化过滤器消毒, 确保科学仪器的密封性与自动维修功能。


我们人类目前所居住的地球面临着气候变化,污染与资源短缺等的问题,这些其实都是可以克服的问题,但人口激烈增加却是无法避免的,所以在21世纪,我们必须要到达外太空进行发展以防止人类文明在下一个冰河时期消失。

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发表于 2011-2-25 15:24:05 |只看该作者
要去火星,先打败那里的火星人吧,他们可是很厉害的

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发表于 2012-2-6 08:51:07 |只看该作者
本帖最后由 落魄狭 于 2012-2-6 08:56 编辑

其实宇宙中有许许多多和地球类似的土质星球,只是由于有的离像太阳那样的恒星太近导致温度过高,有的离的太远温度又过低,所以都不太适合地球上人类和生物的生存,而宇宙中也还有许许多多的现成的和地球类似的土质星球,但是它们离地球的距离实在太遥远了,以地球上人类现有的技术可能还很难短时间内到达那里,但是如果如果能够改变土质星球离像太阳那样的恒星之间的距离到恰当好的位置,调整星体之间的引力,那么就可以创造出许许多多的和地球那样的适合人类居住的星球.

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发表于 2012-3-1 14:08:09 |只看该作者
过来看看

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