漫漫火星路:再造家园

2023-05-10 14:56:27





漫漫火星路:再造家园

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埃隆-马斯克试图搞一个大新闻,他要真正把人送上火星。其实,不止是马斯克,世界上所有有能力的航天机构,也都在进行着载人火星之旅的规划。尽管现在对于飞船的推进系统、飞行轨道、宇宙射线防护等问题,仍然处于讨论之中,但这些技术难题的解决不过是时间问题。也尽管宇航员的身心将遭受前所未有的挑战,阻挡梦想实现的是梦想者本身,但一些行之有效的措施,也在紧锣密鼓地试验与筹备中。总之,即便再保守地说,我们也相信在本世纪中叶,人类就将踏上火星大地,再一次实现“个人的一小步,人类的一大步”。


另一方面,面对资源日益枯竭、环境日渐恶化的地球,人类现在就必须做好心理准备,万一地球的情况不如人们预想般那样得到好转,移民火星也许就是唯一的选择了。当然了,移民火星可不是换个寝室这个简单,前路漫漫其修远兮。好在科学家现在已经为人类移民火星绘制好了蓝图,虽然这其中不免空想的成分,毕竟战略图样往往是图样的,但千里之行始于足下,有一个图样就表明我们当初的雄心也许不再图样,那么这是一份怎样的图样呢?就让我们踏上为期一千年的殖民火星之路。


首先你得有个基地,科学家设想,基地将建在较为温暖的火星赤道地区,在这个条件十分有限的环境中,将生活着20多名有男有女的先驱者。在他们到达之前,无人飞船的多次预备飞行,已经为他们在这里的生活奠定了基础。我们不妨乐观一点想象,抛开具体的技术层面不谈,人类可能是从2025年开始陆续派出这些飞船的,并在地球上遥控它们向火星运送必须的生存物资,其中包括用于发电的核反应堆、为火星车辆生产燃料的设备、与地球通讯所需的巨型球面天线、蓄水站、水循环系统,以及在紧急情况下提供撤退所用的救生飞船,当然了,飞船也可能没有,这样才显得更加义无反顾。当一切就绪后,大概2035年,首批宇航员登陆火星。

火星基地(构想图)


登陆之后,先驱者要做的就是乐高积木游戏,把所有预送的物资都组装起来,待组装完毕后,他们就可从飞船中搬出,住进这些较为宽敞,也更加舒适的火星居住舱中,舱内气压将设定为与地球相同的标准。在这个温馨的小避风港中,首批居民将独享火星荒芜萧瑟的风光。广阔的平原、红色的沙砾、不时露出的深色玄武岩,都让先驱者们感受到这仿佛是一个荒凉版的地球。但与地球荒漠不同的是,在火星上,人们绝不可随意外出,首先是因为火星寒冷异常,即便基地所在的赤道地区,盛夏的气温也很少超过20℃,而夜晚的气温更是会骤降到-100℃。另外,火星上大气稀薄,气压不到地球大气压的百分之一,而且空气几乎完全由二氧化碳构成,所以即便出门露个头,也得全副武装,穿上增压服、背上氧气罐。

《火星救援》中的居住舱

火星风光


可见火星上的生活绝对不会快活到哪里去,大多数时间先驱者只能呆在小小的居住舱中,欣赏火星上每天从黄色变为橙红的单调的天空,唯一算是有点惊喜的,恐怕就是偶尔沙尘暴划过天空时的白色条纹,这种卷云也是唯一一种火星云。

火星天空


不过条件不好就不好吧,除了风没有景也没关系,毕竟先驱者们去火星不是去旅游,更不是去请客吃饭,他们实则肩负着重要使命。这20几个人主要由科学家,包括天体物理学家、地质学家、生物学家,以及工程师等组成,他们的使命便是对火星进行深入的考察。他们要仔细研究火星土地,以期尽量利用火星资源。这是因为,火星的构成与地球相似,生存所需的碳、氢、氮、氧等原子都可以在水、空气及矿物中找到,先遣队的目的就是确定矿藏位置,以便日后需要水源及建筑材料时进行开发。


那么先驱者们吃什么呢?食物来源主要是从地球带来的罐头或是袋装脱水食品,也可以佩戴一个小猪佩奇社会手表。除此之外,它们也可以在小型温室中种植一些蔬菜和果树,就像《火星救援》中马特-达蒙那样。这既可以改善日常生活,带来些许乐趣,同时更重要的,也是为了观察植物在火星的微重力环境中的生产状况。先驱者还要仔细检查自己的身体,警惕低重力对肌体的不良影响,并及时采取预防或补救措施。

马特·达蒙火星种地


总的来说,在这一阶段,新的火星人与地球母亲的脐带还远远没有剪断,改造火星仍是一个可望而不可即的梦。也可以想见的是,地球上的各国政府在面对这一千年大计时,或是犹豫不决,或是志在必得,全球性的协议虽然难产,但总会达成的。


时光如水,岁月如梭,转眼间三个世纪过去了。随着航天旅行价格的逐渐降低,也在地球生活不如意等各种社会文化因素的催化下,2335年,火星上已有超过10万人居住,他们散布于星球表面的小村落中。最初达到这里的仍是科学家,随后各种冒险家、投机者、商人等期望改变命运的人也纷至沓来。就像几百年前开辟新大陆一样,创造新生活的前提就是付出极大的代价,而火星移民的付出,似乎要比先辈们要大得多。


既然有了10万人,人类社会的基本架构和经济运行框架,在火星上也基本成型了,不知道去火星需不需要签证,定居又需不需要户口,本科毕业是否可以直接落户。这些想得都太多,我们先看他们怎么活着才是最重要的。大部分火星移民依靠采集火星富藏的工业矿物为生,然后再把矿物卖到资源紧缺的地球,这其中主要包括:铂、钌、铑、钯、铱、钴、氘等等,而氘无疑是最重要的,因为它正是核聚变的燃料。相信在2035年时,人类已经完全掌握了核聚变发电技术,不论是地球还是火星,电力来源都是如此,所以抢得先机的人在火星上大捞一笔是没有问题的。


而在工作之余,火星移民会居住在峡谷侧面的穴居房屋中,就和窑洞差不多,不过这个房屋是封闭的,然后再地面开个口接收光照。之所以要住洞里,是因为地下生活是抵御高能宇宙辐射的最佳方式。其实如果只在火星上呆一两年的话,尽管火星大气稀薄,无法对宇宙射线构成有效的防御,但一两年的时间不会对人产生太大的影响。不过这些火星移民不一样,因为他们并没有打算返回地球,火星就是他们的家,所以彻底的自我防御是必须的,以免出现癌症或基因变异。


你也许觉得终生定居火星不太现实,但到了这时候,火星并不见得就比地球差,更何况这里什么都不缺。农作物在大型温室中欣欣向荣,新鲜产品与各色商品琳琅满目。物产丰富、社会和谐。人们可以找到爱情、组建家庭,给孩子注册上学,也可以在设备精良的医院中接受治疗。无非就是出门多穿点,放心,不论穿什么衣服,人都有时尚的灵感。而且科技的发展,完全不用担心衣服出门破了或是面罩崩裂,其概率恐怕要比在地球上遭遇车祸小得多。再说了,干什么没有风险呢?就是躺炕上吃馒头也有被噎死的可能。另外,火星上的房屋也更加舒适、科技,人们也不用担心价格高昂的学区房,地广人稀,爱咋咋地。交通便捷,去哪都方便。每天早上,阳光从天窗照进居室,空气的含氧量和温度都得到了完美控制,这在地球恐怕都是难以企及的。

火星温室(构想图)

火星冰屋


当然了,就算环境再好,恐怕你也会担心患上幽闭恐惧症,其实这也不成问题。正常的社交生活并没有障碍,逛街、聚会、打电话、看电视、玩手机都可以实现,如果那时候还有手机的话。不仅如此,在休息日,人们还可以根据天气状况驾驶帅气的四轮车,载着全家人向海拔26000米的,太阳系第一高峰奥林匹斯山进发。也可以选择去往长3700公里,深度近10公里的水手号峡谷,来饱览自然风光。

《火星救援》中的火星车

奥林匹斯山

太阳系最大峡谷——水手号峡谷


也许对于第一代移民来说,多少会有些不适应,偶尔也会望向那颗蓝色星球。但对于火星上出生的新人类来说,大海、蓝天、森林、草木的景色似乎并不真实,他们熟悉的是那猩红的大地、壮观的峰峦、橙黄的天色、磅礴的狂风,这是他们的大地母亲,他们不会想家,因为火星就是他们的家!可以想见的是,火星人和地球亲戚间的鸿沟也会越来越宽,到那时是否会出现政治经济冲突,火星人又会不会出现捍卫独立与自由的奋战,现在我们还不得而知。

《火星救援》中的场景


不过就算再舒服,总在地下呆着,也不是这么回事儿。人类毕竟是地球自然环境的产物,所以到了火星上,人也会有天然的倾向,那就是将火星改造为地球。


一个世纪又过去了,地球时间25世纪中叶,可能是韩剧看多了,移民们终于受够了大犰狳一般的生活,更受够了夏天看不到大腿,在技术和资金都不成问题的前提下,改造火星终于开始了,虽然在1000年以后,世界早已没有你,无法深情挽着你的手,浅吻你额头,但功在当代,利在千秋,红色星球终将在火星人的自我奋斗下,变为绿色行星。


第一步就是要在露天采矿场开采一种岩石,这就是“萤石”,然后将萤石转变为八氟丙烷,每年向大气排放量达40万吨。八氟丙烷是一种强效温室气体,但它被散播到大气中后,具有极强的捕获阳光的效果。仅需20年,火星的平均气温便上升了4℃。4℃看起来不多,但却足以引发另一种更加重要的效应,那就是促使到目前为止,仍困在火星地下冰层中的二氧化碳从固态转变为气态。二氧化碳可不是闹着玩儿的,正所谓“温室巨擘”,随着二氧化碳的大气含量急剧上升,这又将加速火星的暖化过程,随后又进一步释放二氧化碳,形成“滚雪球效应”。只需再过50年,火星的平均气温就会达到与地球相近的15℃。同时,释放出的二氧化碳还将提高火星的大气压,使其达到15000pa,约为地球的七分之一。虽然这仍然比较低,但却足以将增压服打入冷宫。更让人感到愉快的是,由于气温相对温和,火星人终于可以穿着轻便的外出了。同时,与地球上一样,有害辐射被大气有效阻隔,也已经不成顾虑。唯一的麻烦是,人们仍须借助面罩和氧气瓶,因为火星的空气仍然不适于呼吸。不过总的来说,相比于几百年前,火星人的生活已经获得了突飞猛进般的改善。


萤石

也许还不是尽善尽美,别着急,一项缓慢的变化正在地下悄然发生,生机即将展现,万物正在复苏。40亿年来,冰冻的水就沉睡在火星地表之下。随着温度的逐渐攀升,大片赭石色的土地中开始出现厚厚的淤泥,水洼渐渐复现并逐步扩大,最终相连形成了广阔的水塘。水塘再汇合形成了湖泊。对于火星人来说,现在已经到了地球化的最后阶段,这就是制造氧气。迄今为止,火星上的大气几乎全部由二氧化碳组成,与早期的地球很是相似。所以,火星人将尝试重现25亿年前,地球所经历的那一幕,把二氧化碳转化为氧气。而要做到这一点,就要求助于人类的老朋友了——细菌。

火星地下水释放(假想图)


火星工程师会来到湖边,往水中播洒微生物群。按计划,它们将吸入二氧化碳,排出氧气。不过还有个问题,至今为止,红色星球上黑没有生物可以在温室以外的地方生存。在温室中,除重力外,所有环境指标都与地球相近。但在无遮挡的野外,生命能否生存还是个未知数,因为这里的平均气温毕竟还是要低于地球,而且没有臭氧层的阻挡,紫外线辐射强烈,水中的盐度也很高,那么细菌能够在这样的条件下生存、繁衍下去呢?


完全没问题。当然了并不是所有细菌都适用。首先,工程师会从拥有极强生命力的嗜极菌家族中精心挑选。在地球上,无论温度高低、气压强弱,它们都无所畏惧。比如说逆天的耐辐射异常球菌,这哥们甚至可以抵御核爆的辐射。火星上的科学家只要按需要改造它们的遗传基因,就能轻松打造适应火星艰苦环境的无敌细菌。而一旦氧气出现在火星大气中,火星人便可以向湖水中散播其他原始生物,比如浮游植物。预计在地球时间28世纪,火星上的氧气含量将显著增加。

耐辐射奇球菌


随后,一些小分队会前往火星各地,栽种一些从地球上引入的植物。当然了,这些植物也需要经过基因改造,这样才能生长得更快,更好地通过光合作用,借助阳光的能量将二氧化碳转化为氧气。火星终于变绿了。遗憾的是,这并不意味着火星人可以摘下面罩,这是因为,要给整整1.45亿平方公里的行星表面裹上足够多的氧气,大气含氧量的增长将非常缓慢。而除了微生物和植物,我们还没有其他更有效和快速的方法。所以,就让火星人在自由呼吸跳跃之前,再耐心等待几百年,抑或是上千年吧,把所有的一切交给时间。

火星绿化


地球时间,公元3526年8月17日,葱茏的大地、蔚蓝的天空,日出江花红胜火,春来江水绿如蓝。接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红。这里与地球没什么两样,但这是不同的世界,这是火星。这一天,,他们或眼含热泪,或满怀期待,或笑逐颜开,只为等待神圣一刻的到来。火星奥林匹斯时间12:00整,一位火星长者向全世界宣布:欢迎来到新火星。人们纷纷摘下面罩、抛向天空,锣鼓喧天、鞭炮齐鸣、红旗招展、人山人海,火星人的肢体彻底得到了解放。当然了可以想见的是,火星空气适合呼吸已经有一段时日了,但人类不论走到哪里,毕竟需要一些节点,同时这也是为了慎重行事。


到此,为期1500年的火星改造大业终于完成,但变绿的火星并不等于地球,这是一片新世界。比如,火星大气中仍含有大量二氧化碳,这其实是一件好事儿,因为它们会像地球上的臭氧层一样,起到缓冲的作用。另外,空气中的氧气含量也不能过高,否则星星之火也会变得无法控制。再说了,氧气含量高,身体也受不了。


现在,从地球进口的大自然已经占据了整个火星。但在最初,每种动植物的引进,仍将受到火星人的严格限制。这是为了创建一个有利于移民生存的可持续的火星生态系统,确保食物供应,使空气适于呼吸。不论怎样,改造工作圆满完成,这里的大自然必将开始自主进化。历经千载,随着基因变异,扎根于此的生物也将与地球上的原型渐行渐远。而火星人也是如此,为了适应火星的低重力和特殊的空气,他们也终将慢慢变得不同于地球的远亲。不过这就又是另一段故事了,等待着未来的火星人前去书写。




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