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殖民火星是人類唯一出路?火星磁場如何建立?NASA提出方法

世界頂級富豪埃隆·馬斯克為何揚言要殖民火星,火星上難道真的存在難以抗拒的“財富”?還是說地球毀滅已成定局,殖民火星就是人類唯一的出路?科學家又將怎麼改造環境惡劣的火星呢?跟隨小蘇進入進入今天的故事。

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殖民火星是人類唯一出路?火星磁場如何建立?NASA提出方法

大家好我是小蘇。上期我們提到霍金的預言中有一條就是建議人類移民火星,那麼火星上到底適不適合人類生存呢?人類又計劃在什麼時候才能移民到火星呢?空蕩蕩的地球難道真的回不去了嗎?說起“火星移民”我們不得不提到一個人,那就是被譽為現實版的“鋼鐵俠”——埃隆·馬斯克。1971年馬斯克出生在南非的行政首都比勒陀利亞,10歲時自學程式設計,12歲就開發了一款名為“Blastar”的太空遊戲,並以500美元的價格被人買走,賺到了人生的第一桶金。

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圖片素材來源於網路

17歲時為了避免南非的強制兵役,馬斯克離開了南非去往加拿大求學,也就是從此刻起,他沒有跟家裡要過一分錢,便開始了經濟獨立。1992年,馬斯克靠著獎學金進入了賓夕法尼亞大學,一路攻讀了賓夕法尼亞大學的經濟學、物理學的學士學位,之後又進入斯坦福大學深造,但是入學僅僅兩天後,馬斯克就輟學走上了創業的道路,並創立了Zip2,1994年,馬斯克又創立全球最大的三方支付工具Paypal,2002年Paypal以15億美元的價格被易貝全資收購。

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馬斯克又創立了特斯拉公司,在美國上市後馬斯克就足足賺了6。3億美元,而馬斯克乾的這些只有一個目的,那就是賺足了錢來實現自己從小就樹立下的太空夢。於是他在2002年建立了SpaceX, 一家民營航天器製造和太空運輸公司,在至今的20年裡,SpaceX自主研發了可回收飛船、將420顆衛星成功發射,其研發的最終目標就是降低太空運輸成本,並殖民火星。這聽起來雖然有點很科幻,但是火星移民計劃從2011年的時候就已經開展了,並計劃在20年的時間裡將類送上火星,並初步開始改造火星。

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獨特的火星

火星是距離太陽的第四顆星球,也是太陽系中僅次於水星的第二小行星,是太陽系中四顆類地行星之一。火星的直徑為地球的一半,軸傾角為25。19°,與地球的23。44較為接近,因此火星上也有和地球相似的四季和五帶的劃分,但是火星圍繞太陽的週期為687天,接近於地球公轉週期的一倍,因此火星上的每一季都接近於6個月。火星距離地球的近地點為一億公里以內,從地球發射的探測器會在7個月內抵達火星,在宇宙中這個時間已經是非常短的了,要知道發射一個探測器到月球上,最快也得3-4天。

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太陽系中就八大行星的地理位置而言,只有金星和火星的地理位置與地球相接近。但是從宜居環境和探索難度來看話,火星更適應人類移民,因為金星有著密度極高的大氣層,而且距離太陽較近,導致金星表面的溫度達到了460多度,大氣層裡更是包含了二氧化硫和硫酸水滴,而火星卻完全不同,火星上常見的溫度是零下55攝氏度,最高氣溫可達零上27攝氏度,而人類文明之所以能走到今天,就是因為人類克服了寒冷,所以在這樣的溫度下,以人類現有的科技來說也並不是不能征服火星的。

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最後就是水分,據科學家推斷,火星以前可能覆蓋著大面積的海洋湖泊,2008年6月21日,NASA公佈,鳳凰號火星探測在火星著陸地的附近挖到了冰凍水,這也是人類首次在火星上獲得了冰土樣本。2013年9月,NASA發射的“好奇號”火星探測器又發現在火星表面的土壤中含有2%的水分,也就是說,每立方厘米的火星土壤中就有333ml的水。

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直到2018年的時候,義大利航天局發現在火星冰蓋下有一個直徑20公里的冰下湖,這也是人類在火星上發現的首個大型液態水體。除此之外,火星表面上佈滿了許多水流的痕跡,據科學家研究發現,這些水流的痕跡是由洪水刻畫而成的,其他的一些是因為降雨或地下水的流動而形成的。就目前,人類對火星的勘查來看,生命最賴以生存的液態水,在火星上已經不成問題,那麼除了液態水,殖民火星還要克服哪些困難呢?

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雖然說,殖民火星已經不用愁液態水的問題了,但是火星最不適合人類居住的原因還是火星大氣了,火星大氣中的主要成分是二氧化碳,但是人類呼吸靠的是氧氣。目前火星表面的氣壓約為600pa僅為地球的1%左右,在這樣稀薄的大氣中,人類根本無法生存。而出現這一現象的主要原因就是火星缺少了磁場。

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所以說,即使火星上存在大氣的話,也一樣會受到太陽風和宇宙輻射的清洗,將薄弱的大氣吹走。好在這兩個因素之間相互關聯,只要解決的磁極問題,那麼大氣也就如水到渠成一樣,特別容易解決。所以人類要想殖民火星,首先要明確的一點就是改造火星的磁場,這聽起來好像很簡單,但是這個工程必然是一個循序漸進而且非常漫長的過程,時間可能要花費數百年。那麼我們如何建造一個磁場呢?

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給火星建立“磁場”和大氣

科學家認為在42億年前,火星上是擁有磁場的,那個時候火星就像地球一樣能把大氣層牢牢地“吸住”,也正是因為有磁場的存在,火星表面的氣壓要比現在大得多,當時的氣壓使得火星表面擁有適宜的溫度以及大量的液態水,更有可能孕育著眾多的生命物種,直到火星上的磁場消失後,火星才變成了現在的樣子。那麼火星上的磁場究竟是怎麼消失的呢?我們先來了解一下天體中磁場的特徵,換句話說就是星球產生磁場的原因。

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任何一個天體只要內部存在磁場,那麼天體的核心就是磁場的發源地。為什麼這麼說呢?是因為核心中的高溫以及壓強之間的相互作用,產生的兩種物質以不同的方向運動,就出現了電磁感應,最後形成了磁場。大多數的天文學家認為火星之所以沒有了磁場,是因為火星核心的冷卻導致的,如果能讓火星內部的物質重新活躍起來,就可以解決火星磁場的問題了。那該怎麼做呢?有天文學家提出了這樣一種方法。

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那就是將一顆巨型行星以合適的角度和速度撞擊火星後,就可以使火星內部的熔岩活躍起來,那麼火星內部的磁場也會被建立起來。但是就人類目前的科技而言,連撞向地球的小行星都阻止不了,又怎麼能發動這樣一次規模龐大的計劃呢?退一步來說,即使火星真的受到了撞擊,那麼火星大部分的區域都會變成熔融狀態,光冷卻下來就得數百年,顯然這個辦法還是不切實際的。

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除了這種方法之外,還有一種方法是2017年,NASA的科學家提出了一種可能建立磁場的方法。這種方法就是在火星附近的放一顆強大的磁偶極子,該極子的位置處於火星與太陽之間的L1拉格朗日點上,這樣就可以確保磁極結構保留在火星與太陽之間,形成火星的人造磁極,保護行星不受高能粒子輻射的磁遮蔽。這個方法相對於行星撞擊火星來說確實是比較省事兒的。

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但是這個方法也僅僅是一個理論設想,因為這個磁場發生器要製造的磁場範圍直徑為1-3萬公里,而如今人類製造的最大磁場直徑連一公里都沒有,所以靠人類目前的技術來改造火星的磁場,實現的可能也是微乎其微的,但是我們現在可以做的,就是先將人類和物質送到火星上面,建立基本的火星基地,慢慢地改造環境,等將來人類突破了一項項重大的技術難題,屆時移民火星也指日可待了。

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我們先拋開火星移民這個話題,來看看地球的進化史,大家有沒有發現這樣一個問題,我們賴以生存的地球在40多億年前不也是一個沒有生命,環境惡劣的星球嗎?不知在什麼時候地球上產生了大氣,產生了第一個生命,產生了植被和適宜的生態環境,這些是自然形成的嗎?還是說有外力的干預?生命究竟是怎麼來的,我們到現在都沒有徹底搞清楚,而人類的起源只在一段段傳奇色彩的神話傳說中有記載,雖然流傳下來的神話在不同的地域、不同的宗教中都存在著差異,但是生命的來源卻都不約而同地指向了“神”。

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“神”創造了生命,又按照他們的樣子創造了人類,還在發動了一次又一次的災難控制了人類的文明的程序。而我們現在即將要對火星做的事,難道不就是神話中,“神”乾的那些事嗎?當有一天地球真的不再適合人類生存,我們搬到了火星上,開創了另一個行星文明,數萬年後,生活在火星上人,會不會也在想“我們是誰,是誰創造了我們?”

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再過數萬年後,火星又不適宜人類生存,他們又會不會將目光投到不遠處的地球?又會不會像人類現在改造火星這樣去改造地球呢?我們回頭再想一想,火星上曾經存在過磁場、大氣、液態水,那麼火星上曾經真的存在過生命嗎?他們又去了哪裡?難道也是殖民了另一個星球嗎?這個星球會是地球嗎?那麼人類的起源或許就有了答案,這些問題,恐怕只有在流逝的時間能給出答案了吧!

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好了今天就講到這裡,你們認為人類還要多久才能殖民火星?歡迎大家留言評論,和小蘇一起探討,最後別忘了點贊,關注小蘇。