2009年5月的存档

移民火星

2009年5月3日星期日

地球上的生命自从38亿年前诞生以来共经历过5次全球性生物灭绝事件。发生在6500万年前的生物灭绝事件,毁掉了地球上75%以上的生命,当时统治地球的生物恐龙在此次事件中彻底灭绝。虽然关于生物灭绝的原因有不同解释,比如海平面抬升导致温度聚变或小行星撞击地球等,但不能排除地球会经历再一次全球性生物灭绝事件的可能。即使此类事件不再发生,我们也不可能高枕无忧,因为我们赖以生存的太阳是有生命的。

 

太阳在银河系中只是一个普通的恒星,诞生于大约46亿年前。太阳内部的氢原子通过热核反应不断聚变成氦原子,释放出大量能量,使太阳发光,发热。太阳内部的氢原子足够太阳再稳定发光60亿年,然后太阳将步入老年,开始膨胀成红巨星。我们太阳系目前的宜居带大约在距太阳0.95到1.37天文单位之间。如果太阳膨胀成红巨星,宜居带将外移,那时地球上的水可能被全部蒸发掉,将不再适宜于人类生存。人类需要寻找新的家园。

 

在太阳系的八大行星中,只有水星,金星,地球和火星是固体行星,而水星离太阳太近,温度太高,不可能适合生命生存。金星大小虽然与地球很接近,但完全被巨厚温室气体所覆盖,导致金星表面平均温度达480摄氏度,也完全不适合生命存活。火星成为我们唯一的选择(不包括行星的卫星)。

 

火星以椭圆轨迹环绕太阳运行。距太阳最近距离是1.41天文单位,最远距离是1.64天文单位,平均距离大约1.52天文单位。火星自转轴倾角为25.1度,与地球接近,但由于火星的椭圆率是0.09,比地球要大很多,火星的季节主要是受火星运行轨迹的影响,而不像地球主要受地球倾角的影响。火星冬天表面最低温度达零下133摄氏度,夏天最高温度达27摄氏度。一年平均温度大约零下60摄氏度。

 

火星大气很稀薄,表面大气压力只有地球的千分之七。没有臭氧层,无法阻挡紫外线和宇宙射线的射入。火星的大气层的组成中二氧化碳含量占到了95%,氮气占2.7%,其他气体占2.3%。今年一月,通过使用位于夏威夷半岛的红外天文望远镜多年观测,美国宇航局科学家首次确认火星表面甲烷气的存在。在火星表面的三个活跃地带,共释放出19000顿甲烷,平均每秒大约释放0.6千克甲烷。甲烷的发现再次激发人们长久对火星可能曾经存在过生命的猜想。地球富含甲烷,无论是沼气,天然气,还是煤层气,都是有机产物。火山活动也会释放出甲烷气。那么火星上的甲烷气是火星地质活动产生的还是火星上曾经的生物经腐化产生的,目前还无定论。

 

火星上是否存在水一直是历次发射火星探测器要找寻的目标之一。火星表面纵横交错的沟沟壑壑早期被人联想到地球上的人工运河,并把这作为火星人存在的证明。现在看来有些沟壑可能是古河流的遗迹,也就是说火星很有可能曾经像地球一样,有河流,湖泊的存在。但火星上的水为什么消失了?消失到什么地方去了,现在并不清楚。2008年发射的凤凰号火星探测器在火星北极证实从地面天文望远镜可以观测到的北极白冠确实是固态冰,从而证实火星上水的存在。

 

火星目前的条件不适宜生物生存。更不要说高等生命。人类如果要在火星安家落户,必须想办法改变火星的环境。这就是二十世纪七十年代就已经开始研究的行星改造工程。火星改造的第一步需要改变火星的表面温度和大气环境,以便首先低级厌氧生物可以在火星生存。液态水是生命存活的必要条件,火星表面平均温度只有零下60度,水以固态存在。火星表面平均温度至少需要升高60度才能使固态冰液化。火星大气过于稀薄,需要人工制造火星温室效应,以便增加火星大气质量。为了满足植物或动物的生存条件,还需要增加火星大气氧和氮的含量。

 

火星改造工程有各种方案,其中一种方案是在距火星21万公里处设置环绕火星运行的半径125公里的太阳光反射镜,将太阳光反射到火星表面,提高火星温度。为了人工制造火星上的温室效应,可以设想在火星实施原子弹爆炸,释放出火星岩石中储藏的二氧化碳。或者改变库伯带一颗含氨量高(氨是更有效的温室气体)的小行星的运行轨迹,使其与火星撞击,将氨释放到火星大气中。

 

人类登陆火星的计划已经开始进入实验阶段。今年三月,四名俄罗斯和一名法国及一名德国实验人员进入俄罗斯封闭空间实验室,开始进行为期105天的封闭模拟登陆火星实验。在这105天内,这些实验人员将与外界隔离,只能通过信号与外界联系。今年年底,欧洲和俄罗斯宇航中心还将进行为期520天的全封闭往返火星模拟实验。相信在30年内,人类登陆火星的梦想一定能够实现。

 

40年前,当美国宇航员阿姆斯特朗首次踏上月球的土地,他留下了世人皆知的名言:这是一个人的一小步,却是整个人类的一次飞越。若干年后,当首个宇航员在火星登陆时,会留下什么名言哪
?让我们期待。