曹正良

根據(jù)世界人口數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前地球上大約生活著76億人，這個數(shù)據(jù)還在不斷地上升，除去一些自然條件極端惡劣、不適宜人類生存的地方，地球上可以說人滿為患、越來越擁擠。移民太空就成為很多人的一個大膽追求。

火星是目前科學(xué)家勘探到的環(huán)境最接近地球的星球。如果要尋找另外一個適合人類居住的星球，火星肯定是第一候選。火星這顆讓古代人類充滿幻想的星球，如今又成為人類的希望所在。

“宜居”的火星

火星比地球小一些，赤道直徑為地球的53%，體積為地球的15%，質(zhì)量為地球的11%，表面重力為地球的38%?；鹦怯邢”〉拇髿?，95%是二氧化碳，還有3%的氮氣，大氣密度約為地球大氣的1%。火星自轉(zhuǎn)周期為24時37分，這說明火星的一天時間跟地球非常接近。并且火星在一條橢圓軌道上以25.2°的傾斜角繞太陽公轉(zhuǎn)，周期為687天，因而與地球一樣，火星有四季分明的氣候，表面溫度在赤道上最低溫度為-132℃，最高可達28℃，全年平均氣溫-63℃。這樣的自然狀態(tài)雖然仍不適合人類居住，但與月球相比，可有天壤之別。雖然在火星上還看不到液態(tài)水，但迄今探測發(fā)現(xiàn)有大量水流痕跡，至少說明火星上曾經(jīng)有過滔滔大水，而且科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)火星兩極有大量的冰存在。

此外，火星上的綠黏土和火山灰有利于植物生長?；鹦谴髿庵杏凶銐虻亩趸細怏w，可提高植物光合作用的效能，使農(nóng)作物獲得比地球上更大的豐收?；鹦巧系教幎际茄趸F等氧化物質(zhì)，可還原出氧氣來?；鹦巧嫌胸S富的能源，風(fēng)能比地球上要豐富得多;火星上有地?zé)崮?還可利用二氧化碳和氫制造甲烷燃料;也可用重氫進行核發(fā)電;等等?；鹦巧嫌谢鹕交顒雍退鳑_擊形成的各種金屬富礦，這比散布在土石中的月球金屬元素優(yōu)越得多。

如何移民火星

在眾多熱衷火星移民的“火星發(fā)燒友”中，最積極的要算美國著名的“火星協(xié)會”了。該協(xié)會已經(jīng)制訂出一套詳細的改造火星計劃，而且如“愚公移山”一般地逐步實施這個驚世駭俗的移民計劃，也許1000年后，當(dāng)溫室效應(yīng)最終摧毀我們家園的時候，這一移民計劃會成為人類的“諾亞方舟”。

1.讓火星變暖

與地球相比，火星算是一顆寒冷的星球，要使火星的冰凍物質(zhì)完全融化，至少需要使火星的外層大氣達到40℃左右。與地球正在努力遏制溫室效應(yīng)不同，“火星協(xié)會”表示人類將要在火星上制造一場“巨大的溫室效應(yīng)”。計劃中，完成這一步的時間為2150年左右。有人提出了三個讓火星變暖的方案，其中第三個方案得到許多科學(xué)家的贊同。

方案一：太空鏡

讓火星變暖的第一個方案是一面大鏡子，這面鏡子的直徑將超過120千米，在火星表面21千米以上的軌道運行。這面鏡子將把太陽光反射到火星指定區(qū)域，以釋放出冷凍地表下面的大氣和水。不過，這面太空鏡子太大了，以人類現(xiàn)有的科學(xué)水平還造不出這樣的太空鏡。

方案二：小行星撞擊

太空中很多小行星都是由冷凍的氨氣構(gòu)成的，而氨氣則是重要的溫室氣體。第二個方案是讓一顆直徑2.5千米左右的小行星去撞擊火星，撞擊產(chǎn)生的巨大能量將使火星上的1萬億噸冰融化成水，而小行星撞擊后釋放的氨氣也可以讓火星大幅升溫?？茖W(xué)家估計，40次這樣的撞擊就可以使火星達到適合人類居住的水平。不過，實現(xiàn)這一方案的科學(xué)難度也很大。

方案三：制造溫室氣體

第三個方案是在火星上人工制造溫室氣體，這是被認為最為可行的方案?？茖W(xué)家認為四氟化碳是最有效的溫室氣體，他們計劃在火星上建幾處化工廠，不停地制造四氟化碳。根據(jù)計算，如果每小時排放1000噸這種氣體，30年內(nèi)火星的平均溫度將升高27.8℃。這一過程預(yù)計耗能5000兆瓦，5個核電站就可以滿足這些能量需求。

2.釋放大氣

火星上只有稀薄的大氣，但在30億年前，火星的表面包裹著厚厚的二氧化碳大氣層。由于火星變冷，大部分二氧化碳都被土壤吸收冷凍起來。當(dāng)人類完成改造火星第一步后，溫暖的氣候?qū)堰@些二氧化碳釋放出來?？茖W(xué)家表示，“土壤中釋放出來的二氧化碳可以在20年內(nèi)讓火星溫度再升高5.6℃，這時候一些冰開始融化成水，水也開始蒸發(fā)，并形成雨雪等天氣現(xiàn)象?！备鶕?jù)計算，到2200年，火星表面將擁有0.1個大氣壓的二氧化碳。

3.種植植物，收獲氧氣

隨著土壤中二氧化碳的不斷釋放，到2250年，火星上的大氣含量將達到0.21個大氣壓，相當(dāng)于地球的1/5，其中大部分是二氧化碳。此時的火星居民不用穿太空服就可以走出戶外，當(dāng)然他們還需要氧氣袋;普通飛機可以在火星上起降;人們還將建設(shè)一個帶有穹頂?shù)姆忾]型城市。

人類的火星改造計劃

一旦火星赤道附近的溫度長年保持在0℃以上，火星上就可以有穩(wěn)定的液態(tài)水供應(yīng)，到2250年，火星就可以生長植物，最先考慮培育的應(yīng)該是能夠促進光合作用的菌類和苔蘚。植物的生長意味著氧氣的產(chǎn)生，光合作用會使二氧化碳逐漸變成氧氣。

為了加快制造氧氣的速度，火星居民將大規(guī)模種植各種植物，并小心處理各種垃圾，因為垃圾腐敗會制造大量的二氧化碳。此外，基因工程將幫上大忙，屆時科學(xué)家將培育出能釋放更多氧氣的“超級植物”。

根據(jù)規(guī)劃，50年內(nèi)就可以制造大氣，再過50年可以在火星上散步，但收獲氧氣則是一個漫長的過程，因為要使火星植物釋放出足夠人類自由呼吸的氧氣，大概需要1000年。在這1000年里，火星居民要不停地種植、收獲，努力“生產(chǎn)”出更多的氧氣。

1000年的時間，對于人類個體或許漫長，但是對于人類的發(fā)展歷史來說，這個時間長度還是值得等待的。到那個時候，火星環(huán)境的“地球化”已經(jīng)基本改造完成。小伙伴們，你現(xiàn)在相信人類可以移民火星了嗎？

（林冬冬摘自《科學(xué)大眾 ·中學(xué)》）