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移民火星不切实际,甚至是个坏主意

来源:环球科学

Space X 和特斯拉的创始人埃隆·马斯克有一个愿景:基于一枚大型火箭、一些核爆提供的能量以及其他基础设施,让数百万人移民火星。他雄心勃勃,但必须面对各方面的技术挑战。比如行星保护原则(译者注:旨在防止目标天体和地球之间的生物污染)、地球化难题(通过技术手段使目标天体变得宜居,比如升高温度等)以及严酷的太空辐射。

马斯克并没有退缩,今年二月,他向目标迈出了第一步,他在第一枚猎鹰重型火箭(Falcon Heavy rocket)上搭载了一辆特斯拉敞篷跑车。戏剧性地展示了商业和政府机构的合作关系在未来的运载任务中所能起到的作用。

但六个月以后,这些计划渐渐地看起来有点儿异想天开。我们开始意识到火星的地表下也许会有生命存在,而且让火星表面地球化看起来也不太可能。

当上个星期有科学家发现火星地表下存在盐水湖时,这个红色星球上存在生命的可能性就渐渐浮现起来。该湖在火星的南极冠以下1.5km,直径至少有20km。这是从对火星快车号(Mars Express)航天器的地下雷达数据的分析中发现的。其中的水是盐水,其中的镁、钙和高氯酸钠盐可能发挥了防冻剂的作用,使其能够在200K-73.15˚C)的低温下保持液态。

火星的南极冠下隐藏的湖

我们第一次在火星上探测到液态水,这一发现激动人心,也就是说,这颗行星的更深处可能还有别的地下湖。这也意味着火星生命存在的可能性。

我们知道在火星上过去曾有生命。有一些证据表明,在38亿到40亿年前火星曾经适合生存。而最近收集到的数据,包括火星全球勘探者号(Mars Global Surveyor)、奥德赛号(Odyssey)、机会号(Opportunity)、好奇号(Curiosity)以及火星快车号(Mars Express),都证明酸度合理的液态水曾经以溪流或湖的形式存在于火星表面。在地球生命漫长的进化过程中,生命进化所需的化学成分在火星上也度过了相同的时间。

但火星在38亿年前失去了自己的磁场,无法再保护其表面的生物抵抗太空辐射的侵袭。它的大气开始渐渐向太空流失,这让火星的环境更为严酷,生命无法幸免。

地下水的发现让移民火星的梦想重新点燃,也许人类可以靠地下水维持生活,但现实却和想象的很不一样。

由于存在生物污染的风险,在我们确定火星是否有自然进化的本土生物之前不能贸然将人送往火星,而搞清这个问题需要花费数十年的时间。我们需要挖掘火星表面并对样本进行分析,现场分析或者将样本带回地球,并需要确定合适的生物标记。

地球化计划破产?

情况也许更为糟糕,长期以来的火星地球化设想将被牢牢地锁死在科幻领域。马斯克在此之前就表明了将火星地球化以使其更接近地球,这样你就甚至能在火星户外行动而不需要任何保护的设想。通过使用蕴藏在火星冰盖下的热笼温室气体来制作大气层,我们很容易将火星的温度和大气压升高。马斯克还建议我们可以向火星极地的冰盖投下热核炸弹来升温,并释放出二氧化碳。

但一篇发表在《Nature Astronomy》上的最新研究表明,火星在过去的数十亿年间已经向太空流失了太多潜在的温室气体。现有的技术手段已经无法将火星空气转化为可供人类呼吸的气体。

一个类地球火星?

这项研究基于近几年火星气体向太空逃逸的速率,数据由火星快车号15年及MAVEN 4年的观测所得。这能让我们弄清在火星上还有多少可用的温室气体、二氧化碳和水。观测数据结合最近的太空任务所知的火星上剩余二氧化碳和水,最终证明蕴藏在火星冰盖下的温室气体不足以提供生存所需的热量。

也许在火星的更深处有足够的气体及水资源,但以我们现有的技术还远远无法开采。而且,由于火星磁场的缺失,其表面的大气还在源源不断地流失,我们还必须将这一过程减缓以保住地球化过程中所形成的改变。这意味着将来的火星探险者需要使用厚重且气密的墙、屋顶以及建筑来保留合适的大气并屏蔽宇宙射线侵袭。

也许马斯克为这些新研究感到失望,但大部分火星科学家却松了口气。也许火星的现在和过去存在着生命,并等着我们去探索。

我们将在2020年通过俄罗斯 ESA ExoMars 计划和 NASA 的火星任务来寻找火星生命的迹象,并于2030年将采集的样本带回至地球的实验室进行分析。这些结果将告诉我们火星上是否存在生命。在我们的太阳系中,最好的研究对象就是火星、土卫二(Enceladus)、木卫二(Europa)以及木卫三(Titan)。而在太阳系外,还有无数可能存在有生命的行星。

这个星期,火星在天空中格外明亮,这也是2003年以来它最亮的时候。这颗红色的行星离我们的梦想不再遥远,它可能是地球以外的生命摇篮,也可能是我们人类将要前往的地方。太空探索让我们所生活的时代令人振奋。至少在我们确定火星上是否存在生命之前,请不要让我们的火星移民梦想走得太远而放弃人类所进行的最大最基础的实验。

翻译:林志鹏

审校:施怿

本文来自:环球科学
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