如何改造火星,使其成为宜居星球?

如题所述

随着经济的发展,时代的变迁,世界由半工业时代进入到了工业时代,生产水平越来越高,经济体系越来越复杂,人们生活越来越好,但是随之而来的是地球环境被不断的破坏,矿产资源趋于枯竭,各类野生动物已经灭绝或者因为失去了赖以生存的环境而濒临灭绝,臭氧层被破坏,温室效应,沙尘暴等极端天气越来越严重。著名科学家霍金就曾经预言,2032年将是地球毁灭的时候,如果真到那个时候,我们赖以生存的地球不再欢迎我们居住,我们将何去何从,或许我们可以考虑迁移至其他行星,比如火星,因为如果对火星进行一定改造,它确实可以成为我们不错的选择。

一、改造火星第一步——水资源

水是生命之源,任何生存要生存下去都离不开水。现有科学技术勘测到的火星,是典型的沙漠气候,液体水资源极其缺乏,目前仅发现了一个地下液态水湖。对火星改造的第一步就是要开发火星的液态水资源,并使其生成稳定的液态水循环系统。

二、改造火星第二步——大气系统

氧气,是我们赖以生存的气体,虽然地球上的氧气取之不尽用之不竭,但是火星上却没有氧气,因为火星上的气体主要是二氧化碳。改造火星的第二步就是改造火星大气系统,让它的大气系统无限接近地球上这种适宜人类和其他生物生存居住的大气系统。

三、改造火星第三步——气候

科学家发现火星上因为二氧化碳浓度高气候极其寒冷,且昼夜温差巨大,这种气候无论是人类还是一般生物都无法生存。改造火星第三步就是要改造它的气候,使其有足够的太阳光,夜晚有足够的保温系统,产生类似地球的四季变换。

四、改造火星第四部——土壤

火星上主要是沙漠、沙丘,土质极其不适合植被生长,水土流失严重。我们需要将火星的主要土质系统改造成适宜植被生长的土质系统,这也是改造火星气候、气体、水质的基础。

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第1个回答  2020-06-09
主要还是要有水分,还有适宜的温度,人类的生命活动是离不开水跟温度。
第2个回答  2020-06-09
温度要改成和地球一样,而且空气中的气体成分也要和地球一样,还得要有水才可以变成宜居星球。
第3个回答  2020-06-09
把地球当中的各种条件都引进到火星当中,就有可能使火星成为宜居的星球。
第4个回答  2020-06-11
代价太大,收益太小,不经济。
火星要宜居,主要需要解决空气,水,光,这三大问题。
按照人类的体温,如果气压低于6300pa,我们的血液就会沸腾。而火星上的气压只有600pa,近似真空。所以火星首先需要一个足够的大气层。有科学家说可以把两极的干冰化开。但是这些也就够让火星大气翻一倍,也就是一千多帕,根本不够。我大概算了一下,火星大气达到宜居的程度,大概需要两千多万亿吨的空气。如果按比较靠谱的办法:把彗星扔到火星上,那么大概也需要五万个哈雷彗星。
火星上是有水的,但是这点水要形成海洋就差的太远了。但毕竟海洋不像大气层那样必须,干旱一点也没啥。况且彗星上水很多,再造大气的同时就随手制造了一个海洋。
火星上的阳光大约只有地球的一半,所以如果要让火星的光照达到地球的水平,需要一个跟火星一样大的反光镜。搞这么大还不如把一个彗星放在火星轨道上然后点燃它。哈雷彗星上的水用来核聚变都足够烧个几万年的。这个人造太阳也不见得比移动彗星的巨型飞船更难造。
下面是数据验算:
首先我们要解决火星大气的构成。早期美国宇宙飞船的舱内大气选择的是30kpa左右的纯氧,后来出了很多问题之后老老实实改为1个大气压左右的氧氮混合大气。其中的原因我就不细说了,总的来说30kpa左右人可以生存,但是舒适和安全还得要100kpa左右。考虑到尽可能减少工程量的问题,我这里取个平均值:60kpa。氧分压自然是20kpa左右,太高太低都会有问题。所以我们为火星设定一个氧气20kpa左右,惰性气体(在地球上主要是氮气)40kpa左右。二氧化碳在其中要尽可能少,3kpa左右就能导致人类出现二氧化碳中毒症状。
由于大气对火星表面的总压力等于大气的总重量,所以可以算出整个大气层总质量约2400万亿吨,其中氧气800万亿吨,惰性气体1600万亿吨。
为了找到氧气,一般科学家都会建议先找到更容易找的二氧化碳,然后变成氧气。这个技术路径没有大的问题,但是我们需要建立一个重要的概念:按照800万亿吨的氧气换算成二氧化碳,再换算成干冰,平铺在整个火星表面,足够铺5米多厚。
虽然火星两极和土壤中都有可能蕴藏干冰,但是这些干冰是不可能够用的。我们简单的推论一下:火星大气中的二氧化碳之所以变成干冰,就是因为火星太冷,而火星太冷的原因就是二氧化碳太少。所以即使把火星上所有的干冰全部释放出来都不足以让火星变暖,更不用说构成足够人类生存的大气了。所以用核弹把火星翻一遍之类的想法还是洗洗睡吧。
也有科学家提出将火星表面的碳酸钙岩石加热分解成二氧化碳。但是碳酸钙分解后产生的几千万亿吨的氧化钙怎么处理?这种强碱性物质随便放在那里,就会慢慢的将二氧化碳吸收回来。类似的馊主意还有把火星表面的氧化铁直接分解成铁和氧,那么几千万亿吨的钢铁打算干嘛用?
回到比较靠谱的办法,也就是彗星。彗星体中的水占70~80%,一氧化碳和二氧化碳占10~15%。按照哈雷彗星大约3000亿吨计算,大约需要2~4万颗哈雷彗星才能得到足够的二氧化碳,取个中间值,3万。当然也可以选择更大一些的彗星体,这样可以少跑几趟。先不用担心,太阳系外围有足够数量的彗星体供我们去利用。
大量的彗星体坠入火星大气会造成高温,将土壤中的水和干冰烤出来,那么是不是我们又可以少丢几颗彗星下来了呢?
不。
别忘了大气中还要有1600万亿吨的惰性气体,其中最好找的还是氮气。由于氮气在雷电的作用下会不断的与氧气发生反应而被消耗,所以在地球上的氮气是通过生物过程分解土壤中的氮化物产生的,然而我们在火星上肯定不能等几百万年让岩石中的硝酸盐风化出来再让细菌分解。所以我们需要在短期内向火星大气补充大量的氮元素,然后通过生物或化工方法将它们迅速还原出来。氮元素在彗星体上也有,但是比碳元素要少,所以为了补充足量的氮元素,我们也需要继续投入更多的彗星体。那么这么多彗星会不会造成二氧化碳过量?会的。最后我们还需要非常漫长的时间和庞大的系统工程去调整火星大气,才能真正达到理想比例。比较靠谱的方法是先凑足二氧化碳和氧气,氮气少一点就先凑合,然后根据二氧化碳的氧气的消耗和产生速度不断的补充彗星体,直到满足需求为止。
再来算如何推动彗星体。为了少跑几趟,我们搞个比哈雷彗星大的,一万亿吨的彗星体。从50天文单位的科依伯带推入内太阳系,需要3200米/秒的速度增量。如果发动机有效功率为200Tw,比冲取40000米/秒,那么将一个一万亿吨的彗星体推入火星轨道需要10年左右的时间,途中飞行65年左右。那么200Tw是什么概念呢?这个功率增加一百倍,就足够将火星照亮到地球的程度,而我们需要推动一万颗以上这样的彗星体。所以我说,于其搞什么太阳反射镜还不如直接搞个人造太阳更简单。
当然了,说这么多,只是为了让大家看看火星地球化的工程规模量化之后到底有多大。虽然文明发达以后移星换斗不是事,但起码的经济性还是要遵守的。行星的地球化工程在相当长的历史时间内都是不经济的。将那一万台彗星发动机的钱造一万座太空城不行吗?或者将那一万颗彗星拆了原地造太空城行不行?
最后,很重要的一点是:火星无论如何改造都不可能达到地球的生活环境,甚至达不到太空城的生活环境(比如重力),那么到底让什么人去住呢?火星的经济价值,一是生活,二是生产。除非地球彻底不能居住,否则住南极洲、青藏高原都比火星强。要是用来生产,那么真的有必要改造整个行星的环境吗?
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