在一層薄凝膠下,火星上就可以住人了?

2021-01-13 天文在線

哈佛大學的研究人員提出了一種廉價且簡單的取代地球化的方法。

圖解:火星地面的故障層。所需要的只是一層薄薄的凝膠。圖源:NASA/JPL-CALTECH/ARIZONA大學

行星地球化是一種科幻小說的比喻，但實際上，使火星適合居住的工程解決方案可能更為普通。

在Nature Astronomy雜誌上發表的一篇論文中，由美國哈佛大學的Robin Wordsworth領導的一小組研究人員證明，懸浮在地面上的相對較小的二氧化矽氣凝膠足以將其下方的大氣溫度提高到足夠的水平，將冰轉化為永久性液態水。

半透明的氣凝膠——厚度不超過2至3釐米——也可過濾掉有害的紫外線輻射，同時仍允許足夠的可見光通過，使植物生命能夠進行光合作用。

研究人員計算出，這種方法可以將屏障下的大氣溫度提高50攝氏度 - 足以使地表水高於冰點，使地球植物可以移植。

Wordsworth及其同事通過實驗室實驗和計算機建模相結合，獲得了廉價而振奮人心的解決方案，使火星變得綠色、友好。

他們寫道，這種方法非常適合本地的，孤立的部署，允許選定的區域進行殖民化和培育。

這一策略與現有的火星地球化改造建議形成鮮明對比，作者指出，所有地球化改造的建議，「大規模環境改造在可預見的未來將超出人類能力」。

氣凝膠已經上市，並且改變其化學性質以與火星環境條件最佳匹配的技術是司空見慣的。

特定地點的方法——選擇特定區域並單獨更改它們——意味著可以建立可行的前哨基地，然後逐漸聯繫起來形成一個全行星矩陣。

研究人員指出，「將二氧化矽氣凝膠屏蔽放置在火星表面足夠富含冰的區域，可以讓光合生命在那裡生存，而後續幹預最少。」

他們寫道，在相關技術和技術人員被運往火星之前，可以在地球上的極端環境中進行二氧化矽氣凝膠培養方法的進一步測試。

然而，Wordsworth和他的同事們充滿信心——以至於他們已經在考慮將氣凝膠帶到火星所帶來的更廣泛的問題。

他們寫道：「由於火星有可能在近中期內適應光合生命，因此必須考慮重要的倫理和哲學問題。」

「最明顯的是，如果火星今天仍然擁有現存的生命，它的生存或探測可能會因地球微生物的存在而受到阻礙。」

相關知識

氣凝膠是一種衍生自凝膠的合成多孔超輕材料，其中凝膠的液體成分已被氣體取代。結果是具有極低的密度和低導熱率的固體。因為它的半透明性質和光散射在材料中的方式，綽號包括冷凍煙霧，固體煙霧，固體空氣，固體雲，藍色煙霧。摸起來感覺像易碎的發泡聚苯乙烯。氣凝膠可以由多種化合物製成。

圖解:一塊重2.5千克的磚頭由一塊重2克的氣凝膠支撐著

氣凝膠最初由Samuel Stephens Kistler於1931年製造，因為他與Charles Learned打賭誰可以用氣體取代「果凍」中的液體而不會導致收縮。

火星地球化是將火星改造成人類可居住的星球，也就是改造成類似地球的環境。2003年8月在美國召開了「火星移民研究國際會議」，火星地球化提議在未來幾個世紀中將火星改造成一個地球化星球，使之成為未來人類的第二個家園。

圖解:模擬的火星地球化過程

圖解:人類火星基地概念圖，可以從剖視圖中看到室內種植區。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. cosmosmagazine-風雲飛楊

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