近日,美國天文學家發(fā)現了一顆距離地球150光年的“超級地球”上可能存在外星生命。這個位于太陽系外的“超級地球”比地球大1.5倍,具備適合生命存活的一些基本條件,包括附近有明亮的恒星、承載液態(tài)水的條件以及類似地球的溫暖氣候。
英國物理學家史蒂芬·霍金此前預言:未來人類想要活命的話,只有星際移民這一個選擇??紤]到“超級地球”的距離,似乎有點“遠水解不了近渴”。而在太陽系中,除了地球外,位于宜居帶內的行星還有兩個,即金星和火星。金星是距離地球最近的行星,火星次之,二者是地球的“左鄰右舍”。
統(tǒng)計顯示,人類已經進行了200余次太陽系探測任務。其中去的最多的是月球,達到110多次,接下來就是金星和火星。對于這兩個“鄰居”,我們到底了解多少?經過適當的改造,它們能否成為“下一個地球”?
哪個更像地球
在眾多科幻作品中,火星一直是人類星際移民的首選之地。在它的表面,同樣擁有極地冰帽和水。由于軸傾角接近于地球,因此火星的季節(jié)循環(huán)也與我們在地球上的經歷相似。
此外,火星日也與地球日相當接近。火星24小時37分鐘22秒完成一次自轉,這意味著火星日相當于1.02597個地球日。不過,由于火星距離太陽更加遙遠,因此火星年接近有2個地球年長。
從許多方面來看,火星是當之無愧的“地球雙胞胎”,但金星也有自己的特色。在中國古代,金星清晨有時會出現在東方天空,被稱為“啟明星”;傍晚處于天空西側,又被稱作“長庚星”。有時候,我們的先人也叫它“太白”。而在西方,古希臘人將金星視為阿佛洛狄忒(愛與美的女神),古羅馬人則用維納斯(愛神)為其命名。
金星的大小與地球相仿,可以留存較重的氣體。但因為沒有磁場,氫元素這樣較輕的元素反而很容易逃逸,因此留不住水。沒有水,碳循環(huán)就無法實施。同時,金星誕生在了一個錯誤的地方——它是距離太陽第二近的行星,因此表面溫度極高,就像個大蒸籠。
雖然“內心火熱”,但金星的“性子”一點也不急。它是太陽系中運行最緩慢的行星,自轉速度每小時僅有6.5公里,而地球的自轉速度達到了每小時1670公里。此外,不同于地球的自轉方向,金星是自東向西完成自轉的。因此,如果我們在金星上觀賞日出的話,會發(fā)現太陽從西邊升起、從東邊落下。
金星還是“天空中最亮的星”。金星的外面包著厚厚的云層,里面有大量的二氧化碳,其含量比地球多1萬多倍。我們知道,二氧化碳反射太陽光的能力非常強。因此,金星成為太陽系八大行星中最閃耀的一顆,在夜空中的亮度也僅次于月球。
改造金星的挑戰(zhàn)
那么,金星可否成為人類的“第二家園”?科學家認為,金星是一個在尺寸、質量和組成上都與地球相近的類地行星。特別是,金星的重力與地球接近。因此,人類在金星上不太可能會因長期生活在失重和微重力環(huán)境下引發(fā)骨質疏松、肌肉衰退等健康問題。
但移民金星面臨的挑戰(zhàn),更是不容小覷:首先是“硫酸雨”。金星上空有著濃厚的黃色云彩,主要由硫酸構成。它們形成的降雨,具有強烈的腐蝕性,持續(xù)給金星做著“微整形”。
其次是“雙高”。金星地表溫度可達500℃,表面大氣壓力則為地球的近百倍,相當于地球海洋1000米深處的壓力。
再次是“妖氣”。金星上的大氣多由二氧化碳組成,總量約占96%,另外有3%的氮氣,而幾乎沒有氧氣。粗略想想,都覺得會令人窒息。此外,金星還存在風速極快的“超旋”大風,每隔幾天就會出來耀武揚威。
最后是火山和雷暴。金星應該是太陽系中火山數量最多的行星,其表面至少85%的區(qū)域屬于火山的勢力范圍。同時,金星上有強大的雷暴,人類探測器觀測到時間最長的一次閃電持續(xù)了15分鐘。所以,有科學家給金星貼上了“地獄星球”的標簽。
人類是否可以改善這種狀況呢?科學家提出的第一步方法是:使用經過基因改造的細菌,把金星大氣中的二氧化碳轉化為有機分子。接下來,把鐵的氣溶膠顆粒灑入金星大氣層,其產生的化學反應可以降低大氣壓。之后,在太空中建造遮陽罩,或者在地面建造反光罩,以達到反射陽光、控制溫室效應的目的。同時,人類的“先行者”可以待在有反光功能的漂浮“氣球都市”里。它既可以為人類提供早期住所,也能起到轉化器的作用,逐漸把金星變得更適宜人居住。
如果這些設想得到了科學驗證,那么還需要解決的就是太空運輸技術和資源供給的問題了。包括調動大量的工作機器人,以及為飛船提供合適動力,等等。這顯然是一個需要人類跨越國家、跨越世代的浩大工程,不知會何日成真?
移居火星的前景
相較于金星的“低調”,火星無疑是人類太空探索領域的“超級明星”。
目前,世界各航天大國的載人登陸目標,除了月球就是火星。今年,中國火星探測任務正式立項,計劃2020年實現火星著陸巡視,2030年采樣返回,最終目標是為人類登陸火星提供基礎。
火星具有獨特的地形特征,南北半球存在明顯差別:南半球是古老、充滿隕石坑的高地,北半球則是較年輕的平原。總的來看,火星地表覆蓋著大量的赤鐵礦,因而讓它擁有了一件色彩奪目的橘紅色“外套”。
過去人們認為火星上沒有穩(wěn)定的水,但美國宇航局最新的研究顯示:火星上曾經有過大規(guī)模的水,現在也還有水的跡象。同時,火星的南、北兩極據信有水冰和干冰組成的極冠,會隨著季節(jié)消長。
一般認為,火星土壤的含水量大概是5%,且地下還有冰,所以應該不缺水。加之地球土壤里面有的營養(yǎng)元素,火星土壤里面也都有,而且磷、鎂這樣的營養(yǎng)元素,甚至比地球土壤還要高。從這個角度來講,在火星上種植蔬菜應該不成問題。
不過,美國麻省理工學院的研究稱,火星上的氧氣含量在人類到達2個月后就會被耗盡。所以,人類如果想在火星上長期生存,將是棘手的大問題。對此,美國國家宇航局給出了在火星上“種樹”的措施。
這個“樹”是怎樣種的呢?是不是就像在地球上那樣,直接在火星上挖個坑,然后栽棵樹苗、澆點水?其實不然。美國國家宇航局計劃在2020年的新型火星探測上,安置科學家研制的一個儀器。這個儀器可在吸收火星的二氧化碳之后,經過加壓通過固態(tài)氧化物電解槽,電解分解出一氧化碳與氧離子。氧離子在陽極可結合成氧氣,再供給人類使用。這個原理和樹木的光合作用基本一致,目前正處在實驗驗證階段。
總之,探索“下一個地球”,既是科學家、航天人的事,也是每一個科幻愛好者的一大樂趣?!靶貞延钪嫣斓貙?。”終有一天,我們會從地球出發(fā),邁向星辰大海。
?。ú糠仲Y料引自《環(huán)球科學》)
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