趕往火星 紅色星球定居計畫

2022-09-07 08:09:16 字數 2545 閱讀 1087

「每當夜半火星在黃道星座裡公升上天穹的時候,它那紅色的光輝好似遠方的火炬,立刻引起人們的注意。」 [1]

火星是太陽系內環境和物理條件最接近地球的行星。眾所周知,特斯拉創始人埃隆·馬斯克無論是做電動車還是發射火箭,最終的目的只有乙個,就是坐著自己建造的火箭進行火星移民。

然而這個想法太過激進,好似天方夜譚,以至於這個目標的動機也讓人生疑,或者人們認可了他的目標就是單純地想探索太空,也不得不懷疑他在地球上的產業的可靠性,他是不是只是想藉著產業收割地球上的財富來滿足自己的個人願望有待商榷。

可見,探索火星乃至於登陸火星在普遍的印象裡是乙個需要長久等待的浩大工程,美國nasa的太空探索也已經停滯多年,甚至在網頁上能夠看到的宣傳只是用太空望遠鏡多拍到了一些新的星星。單單靠個人的實力,即使是乙個富豪也難以實現這種不切實際的願望。對於這種情況,有一部分人比如航天專家羅伯特·祖布林就恨鐵不成鋼,他仔細地分析了一下,火星探險到底要不要很多錢?不需要,至少比想象的少很多。技術上到底有沒有不可逾越的障礙?好像也沒有。除了克服技術的問題,在宜居條件上到底有沒有辦法實現改造火星?分析下來好像也是可以的。

顯然,羅伯特·祖布林作為乙個浪漫主義的樂天派和務實理性的航天專家的雙重身份,驅動他把這些東西寫了下來。在《趕往火星:紅色星球定居計畫》裡,作者主要進行了如下的分析,**了火星移民的可行性:

1.動力推進

到達火星必須有強大的能源作推進劑;用核動力直接推進言時過早,但是可以間接利用火星二氧化碳做返程推進劑;

考慮到降落時的保護,必須有摺疊的減速傘;考慮到飛船的載荷非常大;

由於一次發射的風險可能導致太空飛行員無法返程,可能需要考慮用單一載物的飛行艙進行預先的任務實驗;

2. 航行配置

考慮行星軌道的借力,選好航期可以減少航行時間或燃料,有兩種選擇方案,合點航行和衝點航行。(根據軌道來看,合點航行就是順著火星軌道,追上火星;衝點航行就是出地球軌道內轉太陽方向後大方向的轉彎,落在火星軌道上)。儘管衝點航行耗時較少,其對燃料需求過高,可能造成推進系統過於複雜,成本急速上公升而不可行,而反過來合點航行的缺點如果能夠克服,反而能優化航行任務。

人員組成:經過一番討論,兩名科學家、兩名機修工是乙個可行的選擇。

3.火星航行危害的反駁

輻射危害,如太陽耀斑和宇宙射線可能對人體產生健康威脅。這裡作者沒有給出解決方案,只是計算後解釋說這是可以接受的風險。

零重力。主要是在航行過程中遇到的心血管退化,骨骼鈣流失和肌肉退化,但是在回歸有重力的環境中可以得到恢復。即使要保持重力,在航天艙內其實也可以用旋轉離心力製造重力環境。這個其實在《太空漫遊2001》裡有類似場景。並且金屬軌道探測器也是一種旋轉的太空飛行器,有成功先例。

心理因素。作者又一次樂天派了。長時間的太空旅行跟很多現實中艱難惡劣的職業相比不會更差,而探索火星其實也是一種必要的冒險。

惡劣的環境如沙塵暴。這裡分析的論點是,由於火星的大氣很少,即使是告訴的沙塵暴對應地球的沙塵暴級別也有限,而且可以提前預見。

4.火星生存

維生系統:可以利用二氧化碳生產氧氣,但是同時也要生產氮氣,不然無法作為吸入的空氣,這個在以前的航天任務中有成功先例。

燃料生產:利用火星的二氧化碳和地球上的氫進行巴蒂爾反應,生成甲烷和水。除此加上逆向水氣反應,co2+h2生成co和h2o,最終可生成甲烷、一氧化碳和水。

火星基地通訊:在火星上發射一顆衛星,或者使用無線電台。

火星上的導航:即gps。在地球上上,確定緯度只需要六分儀判定天極跟地平線的夾角,但是確定經度卻很難,一般是通過時鐘,而時鐘是日出、月出判斷的。不過在火星上有兩個衛星,所以判斷經度用上經過訓練的方法可以確定。

火星計時:根據火星的自轉週期確定火星日,劃分出火星上的時間,以確定自己的作息安排。

5. 火星建設

建築:建造乙個磚製拱頂,保持穩定性和抗壓性。為了保持磚結構的穩定,維持溫度,遮蔽輻射,要用覆土產生下壓的壓力和隔絕部分輻射。為了防止漏氣,可以在磚製結構上增加塑料塗層。

製造塑料:關鍵是製造乙烯。利用之前合成燃料的反應,可以合成乙烯原料。

製造陶瓷和玻璃:利用sio2製造陶瓷和玻璃即可。

獲取水:火星地表含有4%的水,可以用加熱的方式獲取可用的水,加熱的方式可以溫室效應自然蒸發,避免浪費大量的能源和產生大量固體廢物

農作物:用來提供口糧。火星土壤比較適合農作物的種植。

冶金:火星土含有許多鐵,因此可以煉鋼;同時還可以煉出銅、矽等;

能源問題:目前最有效的方式還是用地球上的核反應堆;除此之外風能、太陽能、地熱能可以補充一部分

以前哨站和基地拓展探索能力:基地給探索活動增加支援,並且在探索新地區之後要增加新的基地,因為火星很大,活動範圍不能一直靠單一基地支援。

6. 火星殖民

火星有獨特的優勢,可以發展能源工業,農業,相比出地球外的其他太陽系內天體更適宜居住,自給自足的潛力也高於其他星球。火星跟地球、小行星帶之間也可以產生**往來。當然這個講的有點遠了,跟實際的火星移民關係也不太大。

[1]《大眾天文學》 c.弗拉馬里翁  p383

[2]《趕往火星:紅色星球定居計畫》 羅伯特·祖布林

馬斯克 如果能在火星上自給自足 將可以成為星際公民

程式設計客棧 www.cppcns.com 11月25日 訊息 特斯拉ceo馬斯克可以說對火星相當的痴迷,今日晚間他在微博上用中英雙文發帖表示,如果能在火星上自給自足,將可以將成為星際公民,但不知人類何時才能變成跨星球生存物種。馬斯克微博原文寫道,如果我們能夠在火星上自給自足,就程式設計客棧代表著人...