人類能在火星上生存嗎?五大解決問題的關鍵

編按:史蒂芬.彼車奈克在《如何在火星上生活》中提到,2027年,人類將登陸火星。在這個美麗的星球上,沒有水,只有1%氧氣,沒有大氣層阻隔輻射,想要在火星上生活的人類,將面臨種種困難。

 

 

火星上的生活 

 

人類在地球上生存有4個必要條件:食物、水、居所和衣物,在火星上則有5個條件:食物、水、居所、衣物和氧氣。成功取得這些資源,人類才能成為星際種族。 

 

水的困境

 

在火星上找到氧氣幾乎是不可能,我們必須自己製造氧氣。可以作為製氧原料的水,就成為人類在火星生存的最重要條件。 

火星的表面積只有地球的28%,陸地面積與地球接近。而火星上沒有任何地方被水覆蓋著。幾乎都是以冰的形態封存。

 

以前在火星地表流動的水,有可能因為火星大氣變得稀薄,而蒸發到太空中。火星上大部分的水可能在地底下,以固態形式藏在表岩屑中。

 

我們已經證明在火星找到水並不困難,但挑戰在於如何得到液態的水。最大的問題是,我們需要耗費多少能量才能得到水。火星上大部分的水都以固態形式和表岩屑混合在一起,材質像是堅硬的永凍土,需要用鑽頭才能鑿開,所以可能需要露天採礦的技術,以及許多耗能的大型機具。

 

氧氣問題

 

接下來是氧氣的問題。人腦缺氧4分鐘後就開始受損,死亡時間大約是15分鐘。根據好奇號在2012年得到的數據,火星大氣中有2%是氮氣,有2%是氬氣,95%是二氧化碳,只含有非常微量的一氧化碳和氧氣。

 

太空衣裡面的氧氣如果用盡,太空人就只能吸到原本自己呼出的二氧化碳,過一陣子就會失去意識,然後死亡。人類呼吸的空氣中,二氧化碳占比最高只能到5%,二氧化碳濃度過高時人會陷入昏迷。就這方面來說,火星的環境似乎非常嚴峻,因為火星大氣成分幾乎沒有氧氣。

 

食物問題

 

人類要在火星生存,另一項必需品是食物。世界各地都有高度發展的農業技術,美國因此有許多博士候選人多年來致力於研究在火星上種植作物的方法。

 

植物需要比火星上更濃密的空氣才能成長。火星上種植空間狹小,因此要盡可能種植高營養價值的作物。豆類蛋白質含量高、纖維多,可能會成為火星飲食的一部份,不過實際上要種植哪些作物,目前還沒有定論。

 

萵苣和其他葉菜類將會是很重要的奢侈品。凡木倫說:「萵苣並不是理想的火星作物,因為其營養價值低且體積大,但是萵苣的口感鮮脆,可以讓人產生滿足感。」 

不論在火星上種植作物成效如何,初期的收穫只會是日常飲食的一小部分。大部分的食物還是必須來自地球。凡木倫說:「我認為要100%種出所需的食物是不太可能的。飲食中有一成是自己種的,就是很不錯的開始了。」

 

居所與衣物問題

 

在火星嚴苛的環境中,我們還需要處理兩種輻射線:太陽輻射和宇宙輻射。

 

我們在海邊被曬傷,就是太陽輻射造成的,來自太陽、含有能量的粒子會穿越地球的大氣層。宇宙射線則來自太陽系之外,能量比太陽輻射高得多也更危險。地球厚厚的大氣層擋住了大部分的宇宙射線。宇宙射線不只能夠穿過肌膚,還能夠穿透厚重的金屬,甚至讓成電器系統陷入混亂。

 

面對輻射線與低溫,衣物對於火星移民來說非常重要。

 

火星移民會面臨一個只能靠特製的服裝才能解決的問題:火星的大氣壓力很低,不到地球的1%。如果沒有穿上增壓服裝以平衡身體內外的壓力,人恐怕都活不長。不同於其他問題,壓力問題只能靠穿著加壓服裝解決,否則就只能在調整過壓力的空間中活動。 

 

人類要在火星上生存,以上種種問題都可以濃縮成一個終極大問題:我們能在這麼不友善的環境中生活下去嗎?答案取決於我們能否找到加溫火星的技術,讓火星大氣密度在短時間內增加,重新改造整個星球,讓火星更像人類現居的地球。這個改造過程叫作「地球化」(terraforming),而這改造將會耗時好幾百年的時間。

 

發佈日期:2016/08/03

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史蒂芬‧彼車奈克

史蒂芬‧彼車奈克(Stephen Petranek)投入出版生涯40多年, 得獎無數,寫作的範圍包括科學、自然、科技、政治、經濟等。 他曾是全世界最大的科學雜誌Discover的總編輯、《華盛頓郵報》雜誌的編輯, 並且為時代公司創立This Old House雜誌,並且先後擔任編輯、總編輯。 他曾擔任《時代》雜誌的科學資深編輯,Weider History Group旗下十份歷史雜誌集團的總編輯。

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