眾所周知,地球是人類的唯一家園,人類誕生在地球上已經有幾百萬年的歷史了,人類通過不斷進化,從野蠻時代慢慢步入了智能時代,同時人類在進化的過程中也變得越來越智慧,我們學會了使用工具,如今還學會了制造工具,掌握了先進的科技。
然而人類的這些進步都離不開對資源的依賴,地球資源原本是非常豐富的,但是在人類的不斷開采下,以及日漸擴大的需求量,使地球的資源已經越來越匱乏。在未來隨著人口的快速增長,人類對地球資源的需求量會更大,到時候地球資源枯竭,環境持續惡化,很有可能不再適宜人類生存。
世界著名的物理學家史蒂芬·霍金曾經在2010年接受美國著名知識分子視頻共享網站BigThink訪談時表示,人類如果想一直延續下去,就必須移民火星或其他的星球,因為地球遲早會滅亡。
再加上如今地球的全球氣候變暖問題愈演愈烈,地球環境的確不再樂觀,因此科學家正在探索太空中的其他星球,為人類尋找第二家園。在很早以前,科學家便盯上了火星,由于火星也是一顆處于宜居帶中的類地行星,因此科學家認為火星很有可能適宜人類生存。
不過經過科學家的研究發現,火星其實是一顆環境非常惡劣的星球,火星表面根本沒有穩定的液態水,而且火星表面全是砂礫、碎石,土壤貧瘠,火星的環境也比較惡劣,時常有塵暴發生,是一顆名副其實的沙漠行星,這樣的行星怎么適宜人類生存呢?
在科學家的不懈探索下,終于在2015年,美國航天局(NASA)宣布火星存在流動水,根據火星勘測軌道器(MRO)拍攝的圖像,科學家們識別出一個巨大的沖積三角洲,這個三角洲所在的河流最終注入一個面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。
此后在2018年法新社也在火星上發現了第一個液態水湖,2019年,NASA表示“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑內發現了富含礦物鹽的沉積物,表明坑內曾有鹽水湖。這些發現都在告訴人類,火星是極有可能適宜人類生存的,美國太空探索技術公司(SpaceX)創始人埃隆·馬斯克還制定了火星移民計劃,根據白宮的計劃,美國人將在2030年登陸火星。
登陸火星是人類一直以來的夢想,可是登陸火星的難度遠比登陸月球還要大,火星上存在著大量的二氧化碳,溫室效應極高,人類很難適應這樣的環境。不過這些問題人類可以利用先進的技術去克服,通過釋放大氣、種植植物來獲取氧氣,其實登陸火星最大的難度并不在于火星的大氣或是火星的環境,而在于太空輻射。我們常說宇宙環境是非常惡劣的,那么宇宙環境到底有多惡劣呢?
除了宇宙環境是真空的以外,宇宙還存在很多輻射、高能粒子、伽馬射線等有害物質,這些物質對于人類來說都是致命的,就拿太陽來說,太陽活動是比較頻繁的,會發生太陽黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥和日冕瞬變事件等,這些現象會釋放出大量紫外線、x射線、粒子流和強射電波,從而導致地球出現極光、磁暴和電離層擾動等現象,甚至還會干擾地球的衛星通信,不過好在地球有磁場,太空輻射會因為地球磁場而遠離地球。
但是宇航員在太空上就很難受到地球的保護,光靠太空服是遠遠不夠的,而且火星的大氣層很稀薄,很難抵擋太空的輻射,當太陽釋放出高能粒子時,這對于宇航員來說無疑是致命的一擊,那么宇航員在前往火星的時候,該如何保護自己呢?首先就是提高飛船的防輻射能力,不過這種方法付出的代價更高,后來人們又提出將宇航員的太空服用氫化氮化硼納米管制成,這種物質可以幫助宇航員很好地防輻射。
不過又有科學家提出了另一種猜想,那就是在宇宙飛船里建造一個力場,它類似地球的磁場,這樣就可以很好地防止太空輻射了,但是這些都是科學家的猜想,或許在未來人類可以順利解決這些問題,成功登陸火星。那么大家對于移民火星有什么看法呢?歡迎大家在評論區里留言。
眾所周知,地球是人類的唯一家園,人類誕生在地球上已經有幾百萬年的歷史了,人類通過不斷進化,從野蠻時代慢慢步入了智能時代,同時人類在進化的過程中也變得越來越智慧,我們學會了使用工具,如今還學會了制造工具,掌握了先進的科技。然而人類的這些進步都離不開對資源的依賴,地球資源原本是非常豐富的,但是在人類的不斷開采下,以及日漸擴大的需求量,使地球的資源已經越來越匱乏。在未來隨著人口的快速增長,人類對地球資源的需求量會更大,到時候地球資源枯竭,環境持續惡化,很有可能不再適宜人類生存。
世界著名的物理學家史蒂芬·霍金曾經在2010年接受美國著名知識分子視頻共享網站BigThink訪談時表示,人類如果想一直延續下去,就必須移民火星或其他的星球,因為地球遲早會滅亡。再加上如今地球的全球氣候變暖問題愈演愈烈,地球環境的確不再樂觀,因此科學家正在探索太空中的其他星球,為人類尋找第二家園。在很早以前,科學家便盯上了火星,由于火星也是一顆處于宜居帶中的類地行星,因此科學家認為火星很有可能適宜人類生存。
不過經過科學家的研究發現,火星其實是一顆環境非常惡劣的星球,火星表面根本沒有穩定的液態水,而且火星表面全是砂礫、碎石,土壤貧瘠,火星的環境也比較惡劣,時常有塵暴發生,是一顆名副其實的沙漠行星,這樣的行星怎么適宜人類生存呢?在科學家的不懈探索下,終于在2015年,美國航天局(NASA)宣布火星存在流動水,根據火星勘測軌道器(MRO)拍攝的圖像,科學家們識別出一個巨大的沖積三角洲,這個三角洲所在的河流最終注入一個面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。
此后在2018年法新社也在火星上發現了第一個液態水湖,2019年,NASA表示“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑內發現了富含礦物鹽的沉積物,表明坑內曾有鹽水湖。這些發現都在告訴人類,火星是極有可能適宜人類生存的,美國太空探索技術公司(SpaceX)創始人埃隆·馬斯克還制定了火星移民計劃,根據白宮的計劃,美國人將在2030年登陸火星。
登陸火星是人類一直以來的夢想,可是登陸火星的難度遠比登陸月球還要大,火星上存在著大量的二氧化碳,溫室效應極高,人類很難適應這樣的環境。不過這些問題人類可以利用先進的技術去克服,通過釋放大氣、種植植物來獲取氧氣,其實登陸火星最大的難度并不在于火星的大氣或是火星的環境,而在于太空輻射。我們常說宇宙環境是非常惡劣的,那么宇宙環境到底有多惡劣呢?
除了宇宙環境是真空的以外,宇宙還存在很多輻射、高能粒子、伽馬射線等有害物質,這些物質對于人類來說都是致命的,就拿太陽來說,太陽活動是比較頻繁的,會發生太陽黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥和日冕瞬變事件等,這些現象會釋放出大量紫外線、x射線、粒子流和強射電波,從而導致地球出現極光、磁暴和電離層擾動等現象,甚至還會干擾地球的衛星通信,不過好在地球有磁場,太空輻射會因為地球磁場而遠離地球。
但是宇航員在太空上就很難受到地球的保護,光靠太空服是遠遠不夠的,而且火星的大氣層很稀薄,很難抵擋太空的輻射,當太陽釋放出高能粒子時,這對于宇航員來說無疑是致命的一擊,那么宇航員在前往火星的時候,該如何保護自己呢?首先就是提高飛船的防輻射能力,不過這種方法付出的代價更高,后來人們又提出將宇航員的太空服用氫化氮化硼納米管制成,這種物質可以幫助宇航員很好地防輻射。
不過又有科學家提出了另一種猜想,那就是在宇宙飛船里建造一個力場,它類似地球的磁場,這樣就可以很好地防止太空輻射了,但是這些都是科學家的猜想,或許在未來人類可以順利解決這些問題,成功登陸火星。
The Challenges of Landing Humans on Mars - How the Universe Works
The Challenges of Landing Humans on Mars - How the Universe Works
4月5日,人類首次在異星球上飛行的無人機已在火星著陸。它搭載美航空和宇宙航行局(NASA)的“毅力號”火星車,于近日起飛。
頭號難題是國會和總統,從阿波羅時代甚至更早美俄就有各種載人火星任務方案了。很多技術問題有錢就可以繞過,例如液氧、液氫、液態甲烷在太空長期低溫儲存問題可以改用常溫儲存的自燃推進劑(毒發)甚至固體燃料火箭來解決,只不過比沖低。火箭載荷不夠在太空組裝堆砌,可以建空間站作為物流中心、匯合點,利用空間站的長桁架掛著固定發射上天的飛船組件而不是放任亂飄、用長機械臂協助組裝而不是自主對接組裝。然后就像坎星玩家那樣喜聞樂見堆罐子了,25噸LEO載荷的火箭就能慢慢發。
途中的補給問題消耗最大的是水,不過水循環處理技術已經很成熟了,氧氣的話國際空間站也成功種菜種小麥過還有藻類生物反應器(可以養小球藻之類的)等,能減緩氧和食物消耗。其他補給多帶就是了,包括容易出故障的耗材(從高級過濾網、半透膜到機器零備件等)、各種藥物等,活性炭的重新活化復原也不難用蒸汽處理就行。
為了防設備故障可以多備份,還有兩艘以上飛船一起出發可以互相照應、團隊里加專業技師、飛船上裝迷你機床、3D打印機、迷你熔爐(空間站上成功搞過冶金實驗)等制造零備件。
微重力導致的健康和生活不便問題也好辦,兩艘飛船進入霍曼轉移軌道后互相靠近用繩索連接然后像流星錘一樣旋轉就行,你想要多大都行反正繩索可以加長到好幾百米來大旋轉半徑避免轉速高而暈眩,抵達火星準備減速時停止旋轉再分開。
輻射防護問題有錢就好堆防護了,可以拿備用補給和送到火星地表的貨物兼顧額外屏蔽,NASA也在研究給宇航員穿防輻射馬甲,就像醫院放射科穿的鉛防護服一樣、飛船設立太陽風暴避難所等等。著陸問題的話有錢就能盡可能的用火箭發動機暴力減速 ,毒發、固體火箭都行,起飛也是。盡情浪。
火星地表居住的防護問題也好辦,不用找熔巖管鉆地洞。帶上遙控電動挖掘機、推土機等工程機械給組合對接后的居住艙上堆土或者壘沙袋就行堆個兩米厚,就像建造野戰工事掩體一樣。外部施工還可以帶輪式機器人,上半身類似人類,通過VR和動作捕捉服來遙控。這些機械可以自帶RTG(核電池,反正有錢)就不需要充電、夜晚照樣能工作。
電力問題光伏發電+大容量電池組+迷你核反應堆,蒙塵問題可以給光伏板裝上類似汽車雨刷的除塵刷就行。食物問題前面也提過了,水栽種菜種小麥、生物反應器養小球藻。廢物處理問題也有很多成熟解決方案,從生物處理堆肥到超臨界二氧化碳、濕法氧化等。其他沙塵危害可以開發火星優化型真空吸塵器,絕對有商家愿意倒貼錢研制競標、免費送,畢竟那是很好的廣告,在出艙活動回來后用高科技吸塵器把宇航員和艙門密封圈等都吸干凈還能清理其他設備。
至于火星地表的低重力,每人每天強制一定鍛煉量就行 ,同時多帶相關營養補充劑、藥物。還有配備專門醫生搞個小醫院服務火星科考基地確保人命安全。火星救援那種窘境是不可能存在的。火星氣壓低風沒那么猛,加上基地完善多插幾個艙、多幾輛火星車、多幾個專業人員(特別是會修設備和人體的)、多幾部遠程通信設備、多運物資儲備等等,所以別怕放心的科考吧,火星的科考價值絕對比南極高無數倍。
火星的低溫,因為火星大氣稀薄氣壓為地球的0.7%左右,熱對流傳熱低得多。所以實際上火星的保溫隔熱需求比南極低得多,甚至不會比西伯利亞高。
不過問題來了,離家遠、任務時間長情緒可能不穩定例如擔心被綠啥的,那讓配偶一起去吧,經過訓練包括職業培訓后一起去火星基地,可以負責種菜、下廚、內務啥的科考站日常運作,讓隊員可以專心科考和搞基地建設。隨著基地的壯大人員的增長、不停的運來更多新設備,慢慢的從科考站變成小城鎮,設立政府、警察局、開礦、建廠等開始開發定居火星了,畢竟人多了雜了管理和服務、產業也要跟上。最終成為人類開發火星的橋頭堡,以此為依托擴張,像藤一樣蔓延。
為了更好的籌集資金提供使用率,火星科考站可以國際合作+商業化像國際空間站一樣。有實力的國家可有自己的居住艙、實驗室等模塊,共享科考站、火星鎮的服務。還有可以引入商業化給企業在火星做實驗、打廣告,負擔不起居住艙實驗室的國家和企業可以租借買實驗服務。
只要錢給夠(阿波羅那種重視程度),10年內在火星建個科考站沒太大問題。問題是錢不夠,于是得降低去的成本,就像90年代的大哥大手機幾萬一部是土豪的身份象征,大眾消費不起,技術成熟了手機又強又便宜大眾才用得起才能普及。能用錢解決的只能叫問題不能叫難題,像是決賽里如何讓英國隊戰勝中國隊才是真正的難題,用錢解決不了。
思考一下,人類要多久才能到火星。火星離地球的距離是它到月球的150多倍。可能聽上去也沒多少,但是想象一下,這會意味這增添多少的助理燃料。燃料越多,重量越大。而越多的重量意味著太空艙更大,火箭也更大。單單這些挑戰就足以說明,前往火星的難度級別和簡簡單單“躍”上月球(最多只能駐足幾天時間)不在同一個層級。
往返火星的時間跨度很大,這也會導致其他方面出現問題。旅客們如何獲得充足的氧氣?水源呢?當然,還有食物呢?還有他們怎能回避一個事實:當他們在宇宙遨游,太陽釋放的強力太陽風正在飛船周圍釋放有害輻射?還有隨時會刺穿飛船和宇航服的微小隕石,太空碎片。
想要解決這些問題還很難。但是等到問題一經解決,前往火星的旅行就切實可行了。保護太空的宇宙飛船意味著利用結實耐用的材料打造飛船,并且還要避免飛船受到太陽的有害射線。
首先,火星大氣壓太小,是地球上的1%,如果人在這么小的壓強下,人就會脹開,如果人登陸火星,就必須穿特制的宇航服來控制壓強,在電影《火星救援》中,主人公進出火星基地都要經過一個艙,目的就是平衡壓強。
其次,火星和地球一樣,在圍繞太陽旋轉的過程當中,都有近日點和遠日點,地球上的近日點就是夏至,遠日點就是冬至,由于火星本身距離太陽就遠,使得火星的溫度非常低,最低溫度是零下133度,最高溫度,也就是火星的夏至日赤道地區的溫度,是27度,這個溫度適合人類生存,平均溫度零下55度。
不同于地球,火星的磁場非常微弱,其強度為地球磁場的0.1%~0.2%。這對火星的影響是最明顯的是火星上的指南針是無效的。沒有了磁場的保護,作為太陽高能粒子的太陽風,經過樂然數以萬年對火星的侵蝕,使得火星上的大氣層非常微薄,而大氣層具有阻擋太空輻射的功能,這使得火星上的輻射比地球上高太多。輻射量甚至是國際空間站的2.5倍。這也使得宇航員在登陸火星時,要穿更厚的宇航服。
火星的土壤中含氧化鐵成分很高,這也使得火星土壤的顏色成深紅色,并有鎂硫酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽。火星土壤硫含量為地球的100倍,鉀含量僅為地球的五分之一,沒有有機物。但是,火星土壤中含有高氯酸鹽,這是一種劇毒,當然還可能含有人類未知的其他有毒物質,這使得如果人類要在火星上建立溫室,就必須要對火星的土壤進行改造。在電影《火星救援》中,主人公未經改良,就種植土豆的行為是不可能的,不僅土豆不會發芽,還會使得土豆含有有毒成分。
雖然說,火星含有許多不利的條件,但是人類的技術也在進步,技術的發展一定會使這些難題不再是難題,就像14世紀的地理大發現,廣袤的海洋無法阻擋人類的探索的腳步,而火星的這些難題也不會阻擋人類探索火星的進程。
人類在成功登陸了月球之后,又準備向下一個目標——火星進發了。火星是太陽系九大行星之一,按照離太陽由近到遠的次序排列為第四顆。飛往火星,從技術上來說并不比登月更復雜,只是所需的燃料和供氧遠遠多于登陸月球這樣,難度也就產生了。
火星載人登陸的最大困境:為何人類無法從火星返回地球?
相關推薦: