“我記得當我還是個孩子的時候,我有一個氣球,不小心手一松,只能看著氣球飄向天空,直到消失。”——皮特·道格特
人類探索太空的目的,首先是想弄清楚宇宙的起源問題,也就是我們從何而來,以及宇宙是如何從最初的“一無所有”發(fā)展出今天充滿恒星、星系、星系團甚至是智慧生命的。其次是為我們?nèi)蘸?strong>殖民外太空做好準備。雖然地球是我們的家園,但我們很清楚,我們?nèi)祟愐腴L久就必須走出地球,尋找第二個宜居地。
我們大多時候會認為:下一個居住地就是火星,但我們很有可能會漂浮在金星上。為什么呢?今天就說下:金星上的漂浮文明!
當我們說到殖民太空,這個殖民地就必須要具備人類生存所需要的重要條件:
水,
陽光,
合適的溫度,
食物來源,
能源,
以及要創(chuàng)造一個能夠自我維持的生態(tài)系統(tǒng)。
當然,滿足這些條件其實就是一個或多或少類似地球的環(huán)境。
因為我們知道地球能夠維持人類生存是由于其具備了以下幾個條件:
有自由流動的液態(tài)水,在大多數(shù)情況下這些液態(tài)水既不會自發(fā)地凍結也不會自發(fā)地沸騰,
陽光照亮整個世界,它的能量不僅可以給我們溫暖,還能給植物、細菌和其他生物提供能量,
植物能在土壤中大量生長,水培也是如此,
地球本身就是一個自我維持的生態(tài)圈。
如果我們想要居住在另一個世界,就必須選擇一個與我們自己的地球非常相似的世界,或者讓一個本不能維持生命的世界變的跟地球一樣。
通常,在探索地外星球的過程中,火星一般被認為是最有可能的地球化目標。它與地球的自轉周期相似,只是離太陽稍遠了一些,表面有凍結的水冰,而且火星很可能在過去的某個時候不僅適宜生命存在,而且可能和地球一樣充滿了生命。
然而,如果我們想要在火星上生活,將要面臨很多的挑戰(zhàn):
火星大氣稀薄,不能提供足夠足夠的壓力和溫度(溫室效應)讓液態(tài)水存在,
如果我們想辦法增強火星上的大氣層,但我們還必須要與太陽風相抗衡,因為太陽風正在不斷地剝離火星的大氣層,
最重要的是火星沒有任何形式的保護來抵御太陽風,就像我們地球的磁場可以阻止太陽風中的帶電粒子與空氣分子直接相撞。
以上的所有問題都是因為一個原因,就是火星很小,因此它的內(nèi)部比地球這樣的大星球冷卻得要更快。因此即使我們能通過某種辦法給火星增強大氣,讓其有壓力、有適合的溫度,但火星的磁場我們沒有辦法恢復。所以殖民火星也是一個漫漫長路。
但是我們還有另外一個選擇,你可能從來沒有考慮過,因為這個想法看起來絕對瘋狂:在金星上建立人類殖民地。
蘇聯(lián)金星14號(上)和金星3號(下)著陸器
沒錯,就是我們太陽系的金星,地球的姊妹星。但在它的表面上,不管是白天還是黑夜有一個恒定的溫度 465°C(870°F),這個溫度足以將所有的生命物質(zhì)烤焦;也足以使任何宇宙飛船在表面運行的時間最長不超過幾秒;甚至能夠將鉛融化,因為金星上覆蓋著厚厚的硫酸云層,可以保留了90%的太陽熱量。
所以金星不像是人們殖民外星球值得考慮的地方,不僅是溫度,還有它超密集的大氣壓力是地球的90倍。
這怎么生活?一個連機器都無法運轉的世界根本不值得考慮,對吧?
金星的表面肯定是無法生存的,這溫度我們無論如何也扛不住。但正是由于金星厚重的大氣層給我們提供了另外一個想法。你看,地球的大氣層是由氮氣(78%)和氧氣(21%)組成的,兩種相對較輕的氣體。但是金星的大氣主要由(96.5%)的二氧化碳組成,二氧化碳的密度比地球的大氣高近50%。
這就意味著,如果我們在金星上放氣球的話,只用往氣球里充滿地球上的空氣,氣球就會漂浮和上升,就像氦氣球在地球大氣中漂浮和上升一樣!也類似于船舶漂浮在海面上一樣!
由于金星上高層大氣的盛行風,漂浮的地球將以110小時的周期繞金星運行一周。
不夠,氣球肯定不行。因為沒有一個氣球是完全不漏氣的,這就是為什么所有的氦氣球最終不是上升到大氣壓特別低的位置,直到發(fā)生爆炸,而是在漂浮的過程中氦氣會緩慢的泄漏,然后落回地面。如果我們用地球的大氣填充一個氣球,那估計飄不了多長時間也同樣會落到金星的表面。
所以我們需要建造一個剛性的飛船,而不是建造一個有彈性的薄氣球:
用剛性材料建造一個3公分厚的船體,形狀隨意,可以按我們喜歡的來。但必須有良好的氣密性。
在地球大氣層中以相同的溫度和壓力填充相同的氣體,
然后將飛船發(fā)送到金星。
這艘“飛船”將在距金星表面50至65公里處達到平衡,穩(wěn)定地漂浮在金星的大氣層中。
在這樣的高度,飛船會達到以下的環(huán)境條件:
壓力和溫度與我們在地球上的差不多,
飛船將漂浮在絕大多數(shù)有害的硫酸云層之上,
飛船不會受到太陽風的影響,這不是因為金星磁場的保護,而是因為金星的電離層,這個電離層在金星表面以上150-300公里的地方。
金星的上層大氣很可能是太陽系中最類似地球環(huán)境的地方。而事實上,有推測認為,金星的高層大氣,也就是飛船漂浮的高度,可能本身就孕育這金星生命!
如果我們能在飛船能創(chuàng)造可持續(xù)的食物來源,在飛船外部設計太陽能電池板從太陽獲取能量(這比地球上的太陽能強度要大得多),同時保護飛船外的設施不受硫酸環(huán)境的影響,我們就有可能在金星表面建造人類自己的漂浮文明。
同時,我們還可以從金星的大氣中提取一些重要的化合物,如水蒸氣和二氧化碳,這能夠用于飛船內(nèi)的水培植物生長,以滿足我們的生活需要。再加上我們從地球上帶來的氮和氧,我們就有了第一個太空殖民地所需要具備的一切。
當然,這個想法還有許多巨大的挑戰(zhàn)有待克服,但我們的太空夢可能最終不會建立在堅實的基礎上,而是將我們置于云端。
這個想法其實還是不叫可靠的,具有可操作性,并不是說建在這樣的漂浮基地用于大規(guī)模的人類移民,現(xiàn)在肯定達不到這樣的規(guī)模,但我們可以建造一個適當大小的漂浮飛船,用于我們在外太空的小型基地。