我從遠(yuǎn)古來

隨著電影《火星救援》的火熱上映，不僅是主角在絕境中不斷求生的意志和智慧讓人感動，而且他在火星上獨自生存500多天之久，也讓人們開始重新思考移民火星的可行性。雖然，目前的火星，無論是環(huán)境溫度，還是水、氧氣和能源，都無法滿足人類生存的需求，但它的確是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的與地球?qū)傩宰顬榻咏男乔蛄?。隨著地球負(fù)荷的逐漸增大，環(huán)境和能源等問題日趨嚴(yán)峻，科學(xué)家們不得不大開腦洞，打起了火星的主意。

“加熱”火星

火星的名字雖然含有火，但它的地表平均溫度卻低于零下60攝氏度，完全不適宜地球生命的生存。因此，想移民火星，首先要提高它的溫度。

受到地球上溫室效應(yīng)的啟發(fā)，美國的科學(xué)家提出，目前“加熱”火星最穩(wěn)妥的方法是在火星上建造一些特殊的工廠，這些工廠的產(chǎn)品就是能引發(fā)溫室效應(yīng)的超級氣體，比如一種含有碳、氯和氟元素的混合氣體，這種氣體的溫室效應(yīng)比二氧化碳要強(qiáng)數(shù)千倍。只要將這些工廠建在火星表面的各個“戰(zhàn)略要點”上，很快就能把整個火星變得跟地球一樣溫暖。

而特斯拉和SpaceX的創(chuàng)始人埃隆·馬斯克則有更加瘋狂的想法。通過計算模擬，他提出在火星上引爆核彈頭，從而升高溫度。核彈在爆炸時將在可見光、紅外以及紫外波段釋放大量能量，引起強(qiáng)烈的爆炸閃光。其中熱量的釋放大約占到整個爆炸釋放能量的35%～45%。這就意味著核爆炸能夠在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生巨量的熱量，這一效應(yīng)可以被利用來實現(xiàn)對火星大氣的加熱。

“火”中生水

水是生命中不可缺少的因素，在《火星救援》中，主角是通過化學(xué)反應(yīng)來取水的，效率低而且危險。

實際上，火星雖然表面看上去是很干燥的沙漠星球，但2015年NASA（美國國家航空航天局）已經(jīng)公布了火星上有液態(tài)水存在的確鑿證據(jù)。另外，在火星的南極和北極附近的地表下，有大量的水冰，在中緯度地區(qū)還有大量的冰被埋在地下，甚至形成了厚厚的冰層帶。這些冰的體積達(dá)到1500億立方米。如果所有的冰液化，將形成一個遍布火星深達(dá)11米的海洋。如果能夠順利將火星加熱，火星上的這些冰也能融化，形成湖泊沼澤。

而中國科學(xué)院的科學(xué)家們提出，經(jīng)常會有彗星墜落在火星，只要合理地改變彗星的軌道，讓它們落在合適的地方，也可以將火星上的水“撞擊”出來。

除此之外，火星上的“水”其實是一種高濃度鹵水，含有高氯酸鹽，這種物質(zhì)會對人體造成致畸的作用，對人體或生命來說是有害的。但在地球上，人類已經(jīng)掌握了非常先進(jìn)的凈化水技術(shù)，包括太空凈化水技術(shù)和海水淡化技術(shù)等，其中海水淡化技術(shù)包括反滲透法、低溫蒸餾、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發(fā)、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)等，還有各種利用核能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能的海水淡化技術(shù)，它們已經(jīng)被用于很多沿海的地區(qū)，經(jīng)過適當(dāng)改良就可以應(yīng)用在火星水的處理和循環(huán)使用上。

氧氣和水一樣，是人類不可或缺的資源。火星大氣的主要成分是二氧化碳，其次是氮和氬，而缺少氧氣。為解決這個問題，科學(xué)家們提出通過非生物和生物兩種途徑來解決。

非生物途徑主要利用無機(jī)化學(xué)反應(yīng)將氧氣從含氧物質(zhì)中分離出來?？梢噪娊饣鹦莾蓸O冰蓋中和表土下蘊含的水冰，生成氫氣和氧氣；也可以通過熱解土壤或巖石中的過氧化物來達(dá)到目的。非生物途徑較為簡單直接，但并不利于建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，而且走這條途徑需要耗費巨大的能量，因此只能作為重要的輔助手段。

而生物途徑則要有效得多，它主要是將經(jīng)過基因改造的細(xì)菌或藻類發(fā)射到火星上，通過生物作用將火星上的氣體轉(zhuǎn)換成氧氣。各種細(xì)菌和藻類中，最有潛力擔(dān)此重任的是藍(lán)藻，它曾經(jīng)將早期地球上的有毒氣體轉(zhuǎn)化為富含氮和氧氣的大氣，并且促進(jìn)了臭氧層的形成，為地球其他生命的誕生創(chuàng)造了有利條件。目前美國在國際空間站上已經(jīng)開展了藍(lán)藻的相關(guān)實驗，根據(jù)火星的氣候條件對藍(lán)藻進(jìn)行必要的基因改造，有望為未來火星移民計劃提供重要的支持。

就地取“能”

除了以上必需的資源，人類如若想在火星上生存和發(fā)展，還離不開源源不斷的能源。不過，這不用擔(dān)心，火星雖然看上去荒蕪，但其實擁有幾種很有潛力的能源。

首先，火星上重氫與普通氫的比值是地球上的5倍，重氫是氫的重同位素，是核聚變反應(yīng)堆的燃料，因此只要利用得當(dāng)，就可以產(chǎn)生大量的核動力。

此外，風(fēng)車已經(jīng)在地球上運行了幾個世紀(jì)，其技術(shù)含量也不高，在火星基地制造出來的可能性很大。雖然火星上的大氣厚度只有地球的1%，地表風(fēng)速也只有5米/秒，然而，在火星的高空，典型風(fēng)速是30米/秒，它能使單位風(fēng)葉面積產(chǎn)生相當(dāng)于地球上6米/秒的風(fēng)的能量，這對于風(fēng)力發(fā)電來說已經(jīng)相當(dāng)可觀了。最后，火星上還擁有大量的地?zé)豳Y源?；鹦巧嫌兄罅康幕鹕降孛?，雖然大部分火山已經(jīng)不再活躍，但是其地表的余熱依然可以被有效利用。

目前，已經(jīng)有很多國家積極開展了火星移民的相關(guān)研究工作，荷蘭的一家公司甚至已經(jīng)開始在全球公開召集志愿者進(jìn)行火星探險計劃。雖然，的確還存在許多困難，但隨著科技的高速發(fā)展，相信在不久的未來，人類就可以在火星上欣賞美麗的落日，而且不用擔(dān)心只能在上面天天吃土豆過日子了。 （詹志飛）