火星地球化
火星地球化,是将火星改造成人类可居住的星球,即将火星改造成类似地球的环境。概念的可行性,取决于是否可以通过人为手段改变火星的环境,以及建立一个人造生物圈的可能。现时已提出了一些解决方法,但多受到经济和自然资源的不允许和限制,而一些方法在现时技术上已经可以实现。
现代科技能力能做到的是可以在火星上面建立太空站之类等,利用土地上富有铁与硅做大型的玻璃罩。保护罩必须有屏障可挡宇宙辐射,也可造成温室效应。加强保护罩的气压,再引水分进罩里,培养无土植物调节空气。罩内动能采用电动模式,以太阳能和核能为主要能源。用机械能天梯作地球与火星物质交换。
美国毅力号火星探测器于2020年7月发射升空,探测器载有火星氧气 ISRU 实验仪(MOXIE),用于一项探索性技术研究:尝试从火星大气中的二氧化碳中产生氧气。如果这项技术取得成功,未来可能扩大规模,种植大量机械树在火星制造氧气,为居住在火星的人类提供生命支持,或为返回任地球的太空船提供燃料。
动机
考虑到相似性和邻近性的基础,火星将成为太阳系中最合适的太空殖民目标之一。2003年8月在美国召开了“火星移民研究国际会议”,火星地球化提议在未来几个世纪中将火星改造成一个地球化星球,使之成为未来人类的第二个家园。
挑战
火星地球化试图解决这些问题:
- 有毒气体
- 无液态水
- 频繁沙尘暴
- 含有过氯酸盐的有毒土壤
- 低重力和压力
- 呼吸
方法
火星的地球化可以有以下几个方法:
1.在大气中增加适合适量的气体(包括温室气体和适合生物生存的气体),增加地表温度与气压,主要是为了液态水,其次是植物、动物。
2.在太空中架设巨大反射(或折射)镜群,增加照射到火星表面的太阳光强度。
3.大量融解地下冻土层,再把水引到地表。虽然一开始会结冰,但随着工程进行,冰层进而融化形成水圈。
4.在冰上(包括两极)培植深色藻类或散布煤灰等深色物质增加吸热进而加速融化。
5.散布固沙菌类、植物,防止沙暴的发生,进而生成土壤,扩大居住地。
6.建立行星推进器(引擎),改变火星运行轨道。
在进行融化地下层时,虽然上层冻土的重量会把下面融解的液态水挤到地表,但是地层会下陷,而且结成的冰会增加地表的反照率,加上升华至大气的水,都会改变气候,因此这些因素都要考虑进去。
另外,来自太空的辐射,虽然可以用太空的反射镜处理,但是这是非常脆弱的。不过随着大气逐渐增厚,问题就小多了。最根本的办法就是到地核去启动火星的磁场,抵抗太阳风和宇宙射线。但是这需要大量的能量,需要的技术还得再加强,且地磁的成因仍未完全了解。
改造火星一般估计要花非常长的时间,例如千年。不过在动工之前,人类应完整而仔细的审视这星球的一切,并且设立保护区与开发限制。因为只要一开工,保存久远的地质资料和景观可能因为加速侵蚀而遭破坏,例如位于极冠中的沉积资料可能会消失。