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火星生活指南:衣食住行大不同
作者: 发布时间:2018-02-06 阅读次数:

  在不久前召开的第68届国际宇航大会上,SpaceX公司CEO马斯克表示,他们计划在2024年把人类送上火星,最终实现火星移民计划。与此同时,美国宇航局也宣布,将建设名为“火星大本营”的太空基地,并在2033年前后实现宇航员登陆火星。此外,其他国家也在积极谋划适合自己的“火星之旅”。 

  

  

  虽然截至目前还没有一个国家实现载人登火的目标,但丝毫不妨碍科学家们对火星地球化改造和移民的前瞻性研究。让我们假设一下,如果人类真的成功抵达火星,为了在这颗红色星球的恶劣环境中存活下来,他们的衣食住行将如何解决? 

  大家都要成为“素食主义者”吗? 

  食物是一个关系到人类能否在火星上长期生存的关键问题。 

  有消息称,火星土壤可能存在酸性或碱性过高的问题,需要对土壤进行中和处理,并培养微生物,补充氮磷钾等植物营养元素,之后再利用充气温室种植粮食和蔬菜。 

  如果可以获得充足的液态水,无土栽培技术也将发挥巨大作用。目前,国际空间站上的航天员已经成功通过无土栽培吃上了多种蔬菜,他们用了红色、蓝色和绿色的LED灯提供蔬菜光合作用所需的光线。 

  科学家预测,假如人类移民火星,相信早期只会在火星上培育一小部分食物,而大部分食物还是来自地球的供给。 

  考虑到食品既要营养又不能占用太大空间,蘑菇、生菜和其他叶子菜可能是最初的火星食物,而改造后的火星土壤中的昆虫则可以为航天员提供丰富的蛋白质。看来,假如在火星生活,你吃到荤菜会比素菜困难一些。 

  另外,一套“生物再生生命保障系统”也能制造出可口的食物。它能够收集人体的呼吸、排泄废物及固体垃圾,利用其中的有机物质,循环再生出食物、水和空气。这套系统已在国际空间站得到了一定的应用,未来有望帮助人类在火星上建立起一个更加可持续、维持成本更低的聚居地。 

  “安居工程”到底如何开展? 

  正如植物在火星需要特别的保护措施一样,人类也需要专门设计的住所才能生存。 

  目前,美国宇航局建造的火星生存模拟舱拥有独立的生命保障系统,分为上下两层,包括起居室、工作站及模拟气闸舱等。 

  预计人类在火星生存最初建设的封闭式居住舱将与上面描述的模拟舱相似,具有温度、湿度、空气调节功能,人类在居住舱内活动一般不需要穿着航天服,也就是说,我们可以穿和地球上一样的衣服。 

  当然,人类若想长期居住,仅仅依靠狭小的居住舱是远远不够的。在火星上建城将会与土壤和大气成分的改造同时进行。 

  还有一种设想是飞船把在地球或太空基地已构建好的单元建筑携带到火星上,然后展开并固定。 

  无论哪种方式,它们都有着穹顶状的建筑结构,与外界的环境隔绝开来,以应对火星上可能从四面八方袭来的大风暴。可以设想,火星建筑应该不会有可以打开的窗户,内部是一个封闭循环的环境,安全而温暖,建筑与建筑之间利用隧道相连。 

  建筑物内的空气是人造的,成分基本与地球一样。因为火星距离太阳很远,导致阳光太过淡薄,而充足、规律的光照对人类和植物的健康非常重要,所以阳光也可能是人造的。 

  人们外出时必须经过气闸舱,穿上航天服,携带氧气瓶。当你在火星居住时,想要与地球的朋友通讯的话,一定要接受长时间的延迟,这是因为火星与地球的距离在0.55~4亿公里间变化,信号需要3~22分钟才能到达地球。 

  科学家认为,火星上的建筑或城市应该建在阳光相对充足,纬度不太高的地方,这样离火星的发射场会比较近,而且最好能在盾状火山的山麓下,万一遇到小天体撞击的时候,可以得到高山的庇护。 

  另外,火星的地下水系较丰富,在城市建造前必须探明地质条件,确保地基坚固。 

  我们还可以穿得美美的吗? 

  在火星上还能不能穿得“美美哒”?这个问题应该有不少女性朋友感兴趣。 

  人类刚到火星,穿着上除了日常飞船内穿的工作服,就只能穿航天服了,它分为舱内、舱外两款。 

  假如飞船座舱发生泄漏,你需要及时穿上舱内航天服,并接通舱内供氧系统,保障温度和通讯。舱外航天服是供你外出时使用的,除了具有加压、供氧、防御宇宙射线和微陨星袭击的作用外,它里面还有通讯系统和生命保障系统。 

  美国宇航局一直在进行新款航天服的研发。2015年,美国宇航局公布了第二代火星路面专用航天服Z-2的原型。 

  新款航天服背后加入了接口设计,航天员可以从舱内像“宝剑入鞘”一样瞄准并跳入航天服中。之后,航天服脱离接口,留在舱外,这样可以很好地应对火星上尘土飞扬的环境,保持室内清洁,以免过多的尘土被带入飞船中,对航天员健康和内部设施造成影响。 

  此外,工程人员还试图使新一代二氧化碳吸收装置与蒸汽得以应用,让航天员在衣服中呼吸更清新的空气并工作在舒适的温度中。 

  但是这款航天服的原型仍然显得笨重,所以美国宇航局将继续研究一种非增压的、更加轻便灵活的航天服,这样在火星只需要提供大约相当于地球上1/3的大气压力就足够了。 

  虽然新款航天服将会更接近可穿戴的衣服,但是想要穿得又时尚又美丽这个要求目前好像不太能实现。 

  出行工具仰仗火星车吗? 

  说实话,在火星上出行,除了双腿就只能仰仗载人火星车了。 

  在火星上,人类需要使用稳定、可靠、功能多样的火星车前往更遥远的地方。目前的火星车还不具备载人功能,在解决行驶距离、辐射保护等问题后,载人火星车最终会像一个带着车轮的生活舱。 

  目前,为了保证机动性,工程师在火星车的设计中,装备了6个转向轮,即使一个爆胎失效,只要向上收起那个轮胎,火星车依旧可以正常运作。 

  今年5月,美国宇航局公开展示了一款可用于未来载人火星登陆的“太空卡车”概念车。这种卡车的外形相当科幻,车轮采用了特殊的支撑结构设计,无需考虑地球与外星球的大气压力差。这款火星车重2.3吨,长8.5米,时速高达112公里,能够在火星上实现物资的快速运输。 

  此外,在建造火星基地、改造火星的过程中,强人工智能机器人将是一股非常强大的力量。 

  强人工智能机器人不仅可以协助宇航员完成一系列操作和实验,还可通过外出勘探,发现有价值的观测点,辅助航天员决策,并完成原料制造、设备搬运、基地建设等复杂任务。(许元男) 

  摘自《飞天科普期刊》

 
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