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作为唯一适合移民的星球,如果解决了水源,火星就能居住吗?
2018-9-16 18:19:00           作者: 综合

火星距离地球最近约为5500万公里,最远达4亿公里,是一直被视为人类跨出中与地球最为相似的行星,也是唯一经改造后适合大规模移民的星球。

作者:蔡文清


来源:新华社

中国首次火星探测任务将于2020年实施,将在一次任务中同时实现对火星“环绕、着陆、巡视”探测的目标。探测器发射后经过约7个月巡航飞行,被火星捕获,环绕器环绕火星飞行后与着陆巡视器分离,然后进入任务使命轨道开展对火星全球环绕探测,同时为着陆巡视器开展中继通讯。着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气层,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力减速,最后下降着陆在火星表面。火星车驶离着陆平台后,将对火星的形貌、土壤、环境、大气等展开巡视探测。中国火星探测工程将使我国在探月工程之后,开展真正意义上的行星探测。

火星上其实并不缺水

“对于那些质疑将来火星移民可能性的人,目前至少可以明确的是但并不缺水。”

《科学》杂志关于火星观测到液态水湖的消息传出,中国科学院国家天文台研究员郑永春说。

航天时代以来,人类对火星进行了45次探测,积累了大量的探测资料。火星,已经成为人类除地球以外了解最为透彻的行星。火星探测器获得高分辨率图像,可以分辨出直径30厘米以上的物体。根据这些资料,科学家发现火星上有大量干涸的河谷和湖泊,这些地貌证明,火星在历史上一定有过大量的江、河、湖、海。他们甚至在一条干涸的小溪中发现了很多鹅卵石,据此推测出当时溪流的深度和流速。

郑永春说,虽然各种证据表明,火历史上曾存在过水,但科学家一直没有放弃寻找现存的水。在凤凰号着陆器的着陆腿上曾观察到了冷凝的水滴——露珠;火星夏季的赤道地区,在一些斜坡上,发现了一些奇怪的暗色条纹,可能是融化的液态水,但只是季节性出现。此外,早在30多年前,就有科学家提出假设,认为火星极地冰盖下面可能存在液态水体,但一直没有得到证实。

为何火星的南北极冰盖下可能会有液态水呢,郑永春解释,地球上的南极,尽管年平均气温在零下60摄氏度左右,但在冰层之下仍然有湖。冰盖可以起到隔热保温作用,使湖水与寒冷的地表隔绝。地球南极的冰盖厚度达4.8公里,冰层的压力可以降低水的冰点,冰盖底部的温度可以允许液态水体存在。南极冰盖下面的液态水体,就是用雷达波探测到的。雷达主动发射电磁波,并接收反射的回波。不同频率的电磁波具有不同的穿透能力,频率越低,穿透的深度越大。当电磁波通过冰层向下传输时,它们会在不同物质之间的界面反射回波,如冰层与基岩、含水的泥沙、液态水体之间的界面,都会反射回波。雷达沿着飞行轨道前进,不断地进行测量,获得地下的图像。因此雷达是探测地下物体的重要手段。

现在,这种在地球南极证明有效的探测手段,被应用到了火星上。郑永春说,由欧洲空间局主导的火星快车号探测器,在火星上空已经环绕飞行了12年,上面正好搭载了一台低频探测雷达。科学家们收集了2012年5月至2015年12月期间3年多的雷达探测数据,识别出一个20公里宽的异常明亮的反射体,而且在多个飞行剖面都存在。他们排除了许多可能的解释,最后认为,这个反射体唯一的可能,是液态水体或含水的饱和泥沙沉积。

火星南极比地球上的南极洲更寒冷。南极冰盖底部的温度约为零下68摄氏度左右,因此,1.5公里厚的冰盖下,是不可能存在纯净的液体水体的。但是,含盐的液态水体仍然可以存在。也就是说,这次发现的液态水体是一个盐湖,这是因为,如果在水中溶解了大量的盐,水的冰点就会低得多。在地球上就发现了这样的盐水湖,在南极麦克默多干燥的山谷中,水的盐度为200。在那里,零下13摄氏度,水仍然没有结冰,仍然保持液态。相比之下,海水的盐度介于32和37之间,零下2摄氏度时就会结冰。

郑永春说,在火星表面,科学家此前已经发现了钠盐、镁盐、钙盐,水中如果含有这些盐类物质,可以将水的冰点降低到零下74摄氏度。当位于冰盖底部时,由于盐类的存在,液态水体可以稳定存在,不过这种水体应该说是一种很冷很冷的浓度很高的卤水。

火星可能存在生物吗

这次的新发现中,科学家推测,火星南极冰盖下稳定的液态水体中,含有高浓度的高氯酸盐。盐水可以与基底的泥沙混合形成污泥,或在基岩上形成局部的盐水池。这样高浓度的盐水中,可能会有生命吗?

新发现的液态水体位于火星南极,中心位于东经193度,南纬81度附近。通过定量分析雷达信号发现,该特征的相对介电常数大于15,远远大于岩石和冰层的介电常数,而与含液态水物质的介电常数相当。

“根据我在青海看到的大量盐湖推断,这些盐湖中,显然不可能有鱼这样的大型生物,但一些耐盐碱的微生物仍然是可能的。”郑永春说,这次发现的液态水体很大,宽20千米,相当于中蒙边境的贝尔湖的大小。长白山天池宽才3.37千米,显然要比天池大好几倍。未来随着中国、美国等国家开展新一轮的火星探测任务,有望获得高分辨率的雷达探测数据,有可能探测到更小面积的液态水体。

与地球上的冰盖一样,火星极地冰盖也是经历了数千万年才累积起来的。冰盖的生长和收缩,记录了火星的气候变化历史。这次在冰盖下面找到液态水体,对将来利用冰盖解读火星气候变化历史十分关键。由于冰盖底部水的摩擦力降低,将使水的流速增加,从而导致冰盖移动。火星冰盖的移动到底是什么原因导致的,是冰层的变形,还是冰盖根本就没有移动,目前还未可知。

科学家认为,越来越多的研究表明,火星存在水,应该尽快进行样本采集和运送,一旦确认最后存在稳定的液态水,那么将会有可能存在生命。

火星移民还是梦想吗

移民外星球,对人类来说,可能是一种宿命,无可选择亦无可逃避,而那颗荒凉的红色星球——火星一直被视为人类跨出地球家园最初落脚的地方,因为如果我们想在太阳系内寻找可供未来殖民的星球。与其他行星相比,火星的条件算得上“友善”了。

但人类几乎无法将水从地球带往火星,因为水太重,将其在地球与火星之间进行大规模运送是不可能的任务。如果火星本身就拥有大量的水体,那么人类就可以就地进行利用。在经过净化之后,火星上的水可以被用作饮用水,就像地球上含盐的海水经过淡化之后供饮用一样。另外这些水体也可以被用来满足人类定居者其他的生活用水需求。

水还可以被分解得到它的两种组成成分:氢气和氧气。在非常低的温度下,氢气和氧气都可以以液态的形式进行储存,并可以在需要时经由“反向电解”过程而用于生产电力,而这对于照明,供热以及其他科学设备都是至关重要的。

因此,通过水人们可以得到电力,航天员们便不再只能完全依赖太阳能来提供电力了。在阿波罗飞船上,各种电器都使用大量通水的管路进行降温,就有点像是家用冰箱的降温方式。另外,氧气和氢气还是绝佳的火箭推进燃料。

于是,燃料,空气,水,电力:所有这些人类宇航员在火星生存至关重要的资源都可以就地取材予以解决。找到了水,历史上第一次,人们发现人类在另外一颗星球上的定居点不再显得那样遥不可及。

美国太空探索技术公司SpaceX创始人埃隆·马斯克对太空移民有着雄心勃勃的计划,这家公司旗下的“重型猎鹰”运载火箭在不久前在美国肯尼迪航天中心首次成功发射,并成功完成两枚一级助推火箭的完整回收。未来马斯克和他的SpaceX公司将努力设计出将人类宇航员送往火星所需要的飞船。火箭科学家们的计算显示这将是一场持续超过两年之久的长途跋涉:花费9个月前往火星,在火星上生活6个月,紧接着是另外9个月的漫长回程。而另有一些乐观的科学家认为,当人们意识到前往火星将成为现实时,他们会不再满足于蜻蜓点水般的所谓旅行,也许会有先行者就此踏上星际移民的漫漫之旅。

火星上的水已经找到了,未来还会发生什么,让我们拭目以待吧。

(原标题:如果解决了水源,火星适合居住吗)

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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