【殖民火星的條件探討2700字（論文）】

PAGE4PAGE殖民火星的條件探討目錄摘要 2殖民火星的挑戰(zhàn) 2極限溫度 2不含氧的空氣 2固態(tài)水 3無食物來源 3低重力 3其他 4現(xiàn)有的解決方案 4氧氣 4溫度 4液態(tài)水 5食物 5健康 6遇到的瓶頸 6結(jié)論 7參考文獻(xiàn) 7摘要早在1600年，人類就開始使望遠(yuǎn)鏡對(duì)火星進(jìn)行觀測。直到1964年10月，美國“火星4號(hào)”火星探測器向地球傳回了歷史上第一張有關(guān)火星表面的最近距離的圖像，同時(shí)回傳的還有500多萬個(gè)比特的科學(xué)信息，人類沒有停止過對(duì)火星的探索。因?yàn)榛鹦鞘翘栂抵泻偷厍蜃铑愃频男乔颉３酥?，人口暴增，地球資源緊張也是我們尋找移居星球的迫切原因。文章首先會(huì)分析移民火星的挑戰(zhàn)，然后針對(duì)這些挑戰(zhàn)分析現(xiàn)有的解決方案，以及瓶頸和有待解決的問題。殖民火星的挑戰(zhàn)極限溫度眾所周知，適宜人類生存的溫度是18攝氏度到26攝氏度之間，而在火星，平均溫度只有-46攝氏度，冬季時(shí)兩極地區(qū)的溫度低達(dá)-143攝氏度，而夏季的溫度則高達(dá)27攝氏度。不含氧的空氣二氧化碳是火星大氣的主要成分，占大約95%，其次有氮?dú)?，氬氣，以及微量氧氣，水汽和甲烷。由于大氣中人類所賴以生存的氧氣微乎其微，而微量氮?dú)猓瑲鍤鈱?duì)人體無直接傷害，氧氣成為了殖民火星的主要改造項(xiàng)目。固態(tài)水火星上的水大部分以固態(tài)的形式存在，主要是在永久凍土和極冠等冰凍圈微量以水蒸氣的形式在大氣中存在。StaffWriters在《UPISpaceDaily》中發(fā)表的文章表示，“南極極地層狀礦床的組成至少有90％為冷凍水”StaffWriters.(2007).MarsExpressRadarGaugesWaterQuantityAroundMartianSouthPole.UPISpaceDaily.。StaffWriters.(2007).MarsExpressRadarGaugesWaterQuantityAroundMartianSouthPole.UPISpaceDaily.無食物來源傳統(tǒng)的食物來源于大自然，由于火星上自然資源匱乏，無確切研究表明有生命跡象。所以如何在火星上獲得食物來源也是需要解決的問題之一。低重力火星的質(zhì)量小于地球，因此火星表面重力也小于地球重力。低重力條件下，對(duì)人體至少有兩個(gè)方面的影響。第一是骨骼和肌肉系統(tǒng)。在低重力的環(huán)境下，宇航員會(huì)大量流失骨質(zhì)和肌肉，回到地球后可能導(dǎo)致行走困難。更嚴(yán)重的是構(gòu)成骨骼的鈣質(zhì)會(huì)溶解進(jìn)血液，運(yùn)輸?shù)侥I臟形成腎結(jié)石。其次是心血管系統(tǒng)。因?yàn)槿说男难芟到y(tǒng)是適應(yīng)地球重力條件發(fā)展而來的，低重力系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致血液向頭部聚集，導(dǎo)致上半身腫大。其他除此之外，火星上的低氣壓和有害輻射也是人類殖民火星的威脅因素?；鹦潜砻娴钠骄鶜鈮簽?百帕，相比之下地球氣壓為1013百帕。太陽對(duì)地球產(chǎn)生的有害輻射，因?yàn)榈卮艌龊偷厍虼髿獾谋Ｗo(hù)，得以減弱。地球磁場偏轉(zhuǎn)了來自太陽的高能粒子流，大氣中的臭氧則吸收了紫外線，減少了紫外線對(duì)皮膚的傷害。但是火星沒有這么厚的大氣保護(hù)，有害輻射可以直達(dá)火星，所以生活在火星上，我們可能受到來自伽馬射線，X射線，紫外線和高能帶電粒子的威脅?，F(xiàn)有的解決方案氧氣在《Futurism》的網(wǎng)站上，發(fā)布了一篇有關(guān)用藍(lán)藻改造火星的文章，該文章指出，“利用藍(lán)藻將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣”TeamWantstoTerraformMarsUsingCyanobacteria.(2021).Retrieved23April2021,from/team-wants-terraform-mars-using-cyanobacteria。（2014TeamWantstoTerraformMarsUsingCyanobacteria.(2021).Retrieved23April2021,from/team-wants-terraform-mars-using-cyanobacteria溫度前文提到，火星有大面積的極地冰蓋，蘊(yùn)含著干冰和水冰。干冰吸熱可以轉(zhuǎn)為二氧化碳，而二氧化碳則是引發(fā)溫室效應(yīng)的重要因素。利用火星現(xiàn)有的二氧化碳來在火星上引發(fā)溫室效應(yīng)，從而增強(qiáng)其反射太陽熱量的能力，再通過增強(qiáng)大氣來保存住這些熱量，從而提高火星的整體溫度。液態(tài)水火星的溫度升高后，會(huì)直接融化極地冰蓋，其中水冰融化就有了液態(tài)水。收集這些液態(tài)水進(jìn)行處理就可以用于飲用和灌溉。再利用火星已有地形稍作改造，建造如同地球上的水利工程，形成地表徑流和地下徑流，在火星上形成水循環(huán)。另外，水循環(huán)也有利于溫室效應(yīng)的產(chǎn)生，因?yàn)樗魵庖彩菧厥覛怏w之一。食物有了適宜的溫度，氧氣和液態(tài)水還不夠，如何在火星上種植農(nóng)作物也很重要。據(jù)《科學(xué)大觀園》雜志上發(fā)表的一篇文章，“有一所來自英國的大學(xué)提出了向火星發(fā)射溫室的計(jì)劃，這個(gè)溫室將給火星帶去生菜種子，水和營養(yǎng)素。除了利用火星的二氧化碳，該計(jì)劃其他生長因素都由地球帶去的物質(zhì)提供”讓宇航員自己活下來火星種生菜計(jì)劃.(2015).科學(xué)大觀園,3,32–.。（2015）該計(jì)劃沒有很好的利用火星的土壤因素，僅僅利用了火星大氣，不足以實(shí)現(xiàn)在火星上種植的計(jì)劃。由此看來，火星種植的首選還是溫室種植。溫室種植能保證氣溫的同時(shí)，阻止火星外部不良?xì)夂驐l件，如沙塵暴的影響。關(guān)于土地的利用，在《科學(xué)大觀園》有提到，“人類在火星上可以吃土豆。土豆的環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，對(duì)土壤要求不高，火星赤道地區(qū)勉強(qiáng)能達(dá)到8攝氏度。但火星土壤中有0.6%含量的高氯酸鹽，這種高氯酸鹽通過土豆傳到人體，實(shí)驗(yàn)證明，微量的高氯酸鹽攝入人體，對(duì)人體健康沒有產(chǎn)生任何影響”佚名.(2017).火星移民吃啥.科學(xué)大觀園,16,44–44.。（2讓宇航員自己活下來火星種生菜計(jì)劃.(2015).科學(xué)大觀園,3,32–.佚名.(2017).火星移民吃啥.科學(xué)大觀園,16,44–44.健康在火星上的健康問題同樣值得思考。為了防止肌肉和骨骼萎縮，宇航員每天會(huì)花兩個(gè)小時(shí)鍛煉。為了解決暴漏在輻射下的問題，宇航員會(huì)身著宇航服，但是殖民火星后，人人都擁有太空服是一件極其奢侈的事情，我國自主研發(fā)的太空服僅一件就達(dá)到三千萬元。《火星殖民》提出，“人類可以居住在洞穴。前面已有美國國家航空暨太空總署先進(jìn)概念研究院進(jìn)行贊助的一系列名為“火星洞穴”的試驗(yàn)研究，他們在地球火山邊模擬火星洞穴環(huán)境，利用老鼠，浮萍植物（可作為食物，蛋白質(zhì)豐富），太陽能光板，人為注入類似火星大氣的氣體，老鼠的身體狀況良好。實(shí)驗(yàn)也將會(huì)由動(dòng)物發(fā)展到研究人員身著太空服進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”梁曉鵬.(2009).火星殖民.飛碟探索,9,20–21.。（2009梁曉鵬.(2009).火星殖民.飛碟探索,9,20–21.遇到的瓶頸首先，火星中的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不能形成厚厚的大氣，需要人為輸送溫室氣體。其次，有了厚厚的大氣之后，要留住厚厚的大氣，和已經(jīng)建設(shè)的水資源，理想中需要人為的建設(shè)一