美媒:有生之年 我们能让火星变得宜居吗?

时间:2019-09-11 来源:www.torrentbasket.com

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原标题:美国媒体:在一生中,我们能让火星变得宜居吗?

参考新闻网8月30日报道《科学美国人》月刊网站8月21日发表《在我们的有生之年,能把火星变得适宜居住吗?》文章由哈佛大学环境科学与工程系教授Robin Wadsworth撰写。文章说,人类在其他星球上建立自给自足的栖息地还有很长的路要走,但为未来实现这一目标开辟一条可行的道路仍然令人兴奋。文章摘录如下:

对于我们研究火星的人来说,金斯坦利罗宾逊在20世纪90年代对红色星球的地球火星三部曲特别有影响力。然而,当我在2019年重读这些书时,我提到许多他想象的东西似乎都是牵强附会 - 我们还有很长的路要走,才能让第一批人类降落在火星上,并对地球进行地理测量,以便看起来好像成为一个非常遥远的梦想。

从火星本身启发

以前有过将火星变成陆地行星的严肃科学思想,但这些观点需要巨大的工业能力,并对火星上可用的二氧化碳总量做出假设,这被认为是不切实际的。所以当我们几年前开始思考它时,我们决定采取不同的方法。正如我们在日常研究中所做的那样,你很快就会知道火星何时在研究火星的气候。火星曾经是人类与否,但它从来就不像地球 - 它总是一个独特的外星世界。因此,当我们考虑如何使火星适合未来生活时,也许我们也应该从这个红色星球本身中汲取灵感。

火星上的自然过程 - 即所谓的固态温室效应 - 特别有趣,因为它每年夏天都会极大地加热火星极地表面下的冰。当可见光在隔热材料内部传播,然后锁定热量并且温度显着升高时,会发生这种效果。

受这个过程和几年前关于研究生课程引发的行星气候问题的启发,我们开始研究表面上半透明固体物质的薄层如何导致火星升温。为了开始实验,我们使用了一种特殊材料 - 二氧化硅气凝胶。它非常绝缘,具有非常低的密度(超过97%的空气),对可见光几乎是透明的,并且是制造强固态温室变暖的理想候选者。

美国国家航空航天局(NASA)使用二氧化硅气凝胶和其他材料进行火星探测器的内部绝缘。正如我们在论文中通过实验室实验,建模和第一原理理论所展示的那样,我们发现在火星上或火星上方放置一层2或3厘米厚的层可以使下层保温很长一段时间。足以种植藻类或植物,阻止最危险的紫外线辐射。因此,如果我们乐于从当地开始,那么让火星变得宜居可能是一个比以前想象的更容易实现的目标。

实地初步试验

什么是下一个步骤?那么,我们的论文证明了这个概念的基本物理学是正确的,但是要理解如何以这种方式在火星上建立真实的栖息地还有很多工作要做。二氧化硅气凝胶非常脆弱,因此需要进行改性或与其他材料结合使用,以产生强大的保护和控制内部压力。还有如何在火星上供应二氧化硅气凝胶的问题。它非常轻,有助于从地球运输,但最终我们想把它放在火星表面。

一种标准工业方法是使用高压二氧化碳干燥步骤,其可以在大气中使用二氧化碳。然而,值得注意的是,地球上的一些生物非常善于操纵纳米级二氧化硅(例如玻璃海绵和硅藻)。因此,可以推测该生物体最终可能适合于自我生产二氧化硅气凝胶样物质以形成有助于维持其宜居环境的生物圈。

事实上,我们将专注于扩大实验室实验范围,提高其复杂性,并在实地进行初步实验。火星是独一无二的,但地球上有一些非常相似的荒凉地方,包括智利的阿塔卡马沙漠和南极洲的干谷。如果我们能够在这样的地方证明我们的概念的可行性,它将极大地帮助证明它在火星表面上起作用。

在此之后,剩下的最大障碍将是行星保护:任何将生命置于火星上的计划必须避免污染可能已存在的地方。与任何全球岩土工程愿景相比,我们提出的区域性和可扩展性方法更容易实现,但它仍然是一个主要问题,需要在未来进行非常详细的思考。

我们还有很长的路要走,在其他星球上建立自给自足的栖息地。然而,我们的研究第一次为数十年而不是数百年(如果我们选择这样做)开辟了实现这一目标的可行途径。我们认为这是令人兴奋的事情。

夏普山脚下的火星地形(《科学美国人》月刊网站)

主编:张建立

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