移民火星成為現實!專家:「將水轉化成氧氣就可以了」

2020-12-06 編程高手傑瑞

太空機構私人公司在很早之前就已經有了「移民火星」的計劃,越來越多的類地行星被發現,使得人類渴望太空旅行的感覺越來越強烈,然而「移民火星」的過程中,人類在太空中生存並不容易,主要挑戰之一就是太空中難以提供充足的氧氣,以及沒有足夠多的燃料給複雜的電子設備提供動力。太空中氧氣稀少(太空中並不是空無一物的),而地球與火星的距離太遠,物資很難進行快速補充。

但是最近在《自然通訊》上發表的一份研究報告表明,「移民火星」已經有了一些更加可靠的方法,該報告說明人類「移民火星」或將成為現實,那麼這份研究報告是如何使「移民火星」成為現實的呢?

在得到答案之前我們先來了解一下火星。

火星上惡劣的自然環境

火星被稱為地球的「兄弟星球」,但是並不代表火星上的環境與地球相差無幾。火星的大氣密度大約只有地球的1%,空氣特極其的乾燥,地表溫度常年處於低溫狀態,平均溫度達到了-55℃,火星在近日點和遠日點之間的溫差將近160℃,火星大氣成分為95.3%的二氧化碳、2.7%氮氣、1.6%氬氣、0.15%的氧氣、0.03%的水汽,水和二氧化碳等物質在火星上呈固態(意味著地表是沒有液態水的,地表下面溫度高的地方可能會有)。

生物體生命活動所需的適宜溫度、液態水、適宜的空氣等在火星上都難以提供,所以火星上的環境對於地球生物來說是比較惡劣的。

有些讀者肯定會產生這樣的問題:「為什麼尋找地外生物體時,都是以液態水來判斷有沒有生物存在的呢?」,為了避免不必要的爭論,現在作者將該問題的答案寫在文中。

正如多數網友所說的那樣,外星生物可能不需要氧氣和水,氧氣和水可能只是地球生物所需要,但是為什麼科學家尋找地外生物時總是以氧氣和水作為參考呢?

我們要想清楚一個問題,目前人類的觀測能力有限,在人類的認知範圍內只是充分了解了「碳基生命」,眾所周知,生物體的生命活動過程中離不開體內的化學反應,而在人類已知的液體的液體中,水是化學反應的「最好的溶劑」,空氣中的氧氣為「碳基生命」的生命活動中「最好的氧化劑」,至於其他生命形式所需要的必要條件,人類目前還沒有認識到。

所以,尋找地外生物,從人類已知的角度出發是最划算的。打個比方,目前與「碳基生命」最相似的是「基生命」,但是目前在宇宙中有沒有「矽基生命」都是一個未知數,至於它長什麼樣、以何種形式存在這些都無法得知,就算「矽基生命」站在你面前你可能都認不出來,因為目前人類想像出來的生物,它的樣子都是根據已知信息在腦子裡描繪出來的,而你連「矽基生命」都沒見過,又怎能想像出「矽基生命」的樣子呢?(或許它只是一塊石頭呢?)。

尋找一種「物品」,但是你連這種「物品」長什麼樣子、它在哪、它的名稱、由何種物質構成等信息都不知道,請問你該怎麼找呢?所以尋找地外生命,以氧氣、水作為參考是目前最合理的方案了。

言歸正傳,這份研究報告是如何使「移民火星」成為現實的呢?

這份報告的要點是,將水分解成氫氣和氧氣,氫氣作為燃料,氧氣提供給太空人使用。該報告稱,利用半導體材料和太陽能,在零重力環境下製造出氫和氧氣是有可能的,雖然這種方法在技術上是可行的,但由於我們需要更多與氫有關的基礎設施,而這些基礎設施在短時間內是不能完全製造出來的,畢竟經費有限。

另一種方法是是使用「光催化劑」,科學家將光子吸收到半導體材料中,半導體中的電子將會吸收光子的部分能量,隨後電子變成「自由電子」,自由電子與水中的質子反應產生氫和氧氣。(該方法引用於《自然通訊》

所以目前使用「光催化劑」是最佳選擇。

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