火星殖民這件事在數十年前聽起來還是天方夜譚,可現在像埃隆·馬斯克這樣的部分人已經開始行動殖民火星了。隨著spacex重型獵鷹成功發射,人類火星殖民計劃好像越來越近了。那麼,人類真的有可能真的殖民火星嗎?
殖民火星有什麼難點呢?
首先就是成本問題,改造火星的過程需要大量的物質。雖然火箭目前是可以多次重複發射的,埃隆·馬斯克也說要將單次發射火箭的成本從6000萬下降到6萬,但是不要太樂觀,這話只是說給投資人看的。在2003年哥倫比亞號太空梭事故後,NASA每次發射太空梭都要一次準備好兩艘,一艘執行任務,另一艘隨時待命救援。太空梭單次發射成本超過5億美元,還要考慮飛機維護還有發射頻率降低,想多次重複發射的成本也是比較高的。
其次,生存最重要的就是水和氧氣。那麼火星的水和氧氣從哪裡來呢?其實,火星上是有水的,火星地表樣品含水量探測到最多有60%左右。地表有水分子的話,我們就可以利用烘烤的方式把水合分子轉化為液態水了。
有水氧氣的問題就好解決了,我們可以通過電解的方式來獲得氧氣,還可以隨便獲得氫氣,氫氣可以作為火箭的燃料來使用。而且火星的大氣層有95%的二氧化碳,我們可以通過發射火星車把二氧化碳轉化為氧氣和一氧化碳。
水和氧氣的問題解決後,剩下就是食物的問題了。荷蘭經濟部曾經和NASA搞過一次大型的50天零重力下的栽培實驗,使用的土壤模擬火星的環境,每個種子都發芽了,而且絕大部分植物都長出了植株。火星上重力是地球的40%,重力應該也沒問題。
剩下最難解決的問題就是生態循環的問題了。
人類曾經在1987年打造過一個「生物圈」,面積兩個足球場大,8層樓高,它與外界物質絕緣,能量不絕緣。其中裡面放了1000種微生物,3000多種動植物昆蟲。
第一批入住了8人,在2年時間內他們確實維持了平衡,雖然氧氣濃度緩慢下降,但依然不危及生命。後面漸漸出現了氧氣和碳的失衡,原因是因為微生物的暴增消耗了過量的氧氣,產生的二氧化碳又沒有進去碳循環,而被水泥建築牆體吸收了,最終這個實驗宣告失敗。
這個生物圈的實驗失敗也預示著我們在殖民火星的過程中也會遇到類似的情況,生態循環太複雜了,其中某個物種的失衡都會導致整個循環瓦解。以目前的技術,幾乎是沒有辦法很好地處理這個問題。
如果真的要殖民火星,可能人類在將火星「地球化」改進的過程中還需要好幾十年甚至幾百年。在這個過程中,人類還只能在太空艙和太空衣中生活。或者未來有可能會有新的技術突破,也許我們在有生之年能登上火星看一看究竟。