对火星进行地球化改造并非不可能。新研究描述了第一步。
对火星进行地球化改造几十年来,一直是殖民爱好者的长期梦想。但是,当你开始努力解决这样做所需的实际物理学问题时,这种努力似乎越来越遥不可及。
像金·斯坦利·罗宾逊 (Kim Stanley Robinson) 的那些火星三部曲对于必须移动到这颗红色星球才能实现任何与类似地球的条件相去甚远的物质数量来说,是非常不现实的。这是波兰科学院的 Leszek Czechowski 在第 56 届月球和行星科学会议上提交的摘要的结论。
这篇题为火星地球化改造的能源问题》解决了将火星提升到“可接受”压力水平所需的气体的现实。正如 Czechowski 博士指出的那样,在火星上目前的压力下,人体内的水会立即开始沸腾,这意味着整个星球上的每个人都必须穿上压力服。
然而,地球上的某些地方更接近压力水平,估计约为地球大气压的 1/10,那里的水只会在 50 °C 下沸腾,这略高于正常体温。至少,你得从某个地方开始。
目前火星上最接近该压力的地方是火星的“低地”Hellas Planitia,那里的平均压力约为地球海平面的 1/100,而只有确保一个人的皮肤暴露在大气中不会立即沸腾致死所需的 1/10。
虽然 Czechowski 博士提到了其他几种情况,例如将地球上的平均大气压力提高到地球上的平均大气压力,但需要运输的大气总量要高出一个数量级,就实现这种增加所需的能源而言,这已经非常昂贵。
我们从哪里获得所有这些用于大气的材料?当然是柯伊伯带。或者至少这是 Czechowski 博士的结论。
他研究了使用来自主带的小行星的可能性,该小行星带具有相对靠近火星的优势。然而,它们缺乏足够的水和氮来帮助构建类似地球的大气层。
奥尔特云(Oort Cloud)是一个巨大的圆盘,在理论上是包含数十亿个冰冷的物体,它拥有足够的物质来供应火星的大气层。
然而,经过一些简短的计算,Czechowski 博士意识到,需要 15,000 年的时间才能让一个大小合理的奥尔特云天体离火星足够近,从而对其大气产生实质性影响。
撞击也是最好的词,因为这些计算描述的模型将小天体撞击火星本身,从而释放出它的物质和足够大的能量,帮助地球变暖。
柯伊伯带天体似乎最适合这一点,因为它们含有大量的水,理论上可以在几十年而不是几千年后被带到火星。
然而,当它们靠近太阳时,它们也非常不可预测。它们可能会分崩离析,一些材料会在太阳系内部浪费掉,特别是如果将它们送入太阳系内部的技术涉及引力辅助。这样的机动可能会撕裂这些相对松散地固定在一起的冰球和岩石球。
Czechowski 博士的最终结论很简单——至少在理论上,我们可以获得足够的材料,将火星的大气压力急剧增加到人类可以忍受的程度,或者至少达到人类在暴露于火星时不会立即死亡的程度。
然而,这样做需要我们从柯伊伯带将一个相当大的冰冷天体撞向它。为此,工程师需要设计一种不依赖重力来引导冰冷物体的推进系统。
在论文的结论中,Czechowski 博士提出了一个为离子发动机提供动力的聚变反应堆,但没有提供关于该系统会是什么样子的许多细节。
可能还有其他涉及生物工程的火星地球化方法,但它们仍然会消耗大量的能量。正如 Fraser 所讨论的那样.
考虑到实现这一愿景所需的技术要求,我们似乎离实现这一目标还有很长的路要走。但这并不能阻止火星爱好者梦想一个地球化的未来——即使它确实需要用多块大石头撞击火星才能到达那里。