城市
火星
科技
移民火星
星际殖民(外星殖民)

火星上可以建立城市吗?

本问题已收录至新闻专题 >> 火星上发现湖水,期待生命的涟漪 更多火星探索相关内容欢迎关注讨论。火星那种环境城市如何建造?
关注者
553
被浏览
445,290

38 个回答

征服火星,必须通过建立封闭城市和基地的方式,不可能全面改造火星


人类探火星在60/70年代可谓疯狂,面对不足三分之一的成功率,苏联和美国犹如接力赛一般轮番上阵,苏联更是屡败屡战从未放弃,直到80年代双方同时偃旗息鼓。而进入21世纪以来,人类探火星进入新的高潮,美国、俄罗斯、印度、日本、中国都尝试过火星任务,关于火星的未来开发方案也进入各国航天发展重要日程。

最理想的方案当然是整体开发火星,可是以目前人类航天对火星的认知能够满足这个可能性么?

21世纪至今,已经有美国奥德赛号轨道器(2001)、欧洲火星快车号轨道器/着陆器(2003)、美国勇气号火星车(2003)、美国机遇号火星车(2003)、美国侦察轨道器(2005)、美国凤凰号着陆器(2007)、美国好奇号火星车(2011)、美国火星大气专家MAVEN轨道器(2013)、印度曼加里安轨道器(2013)、欧洲火星生命探测计划ExoMars轨道器/着陆器(2016)等一系列任务携带先进的仪器成功探测火星,时至今日依然有8个任务活跃在火星表面和火星轨道上

它们的研究结论可以归纳为以下几条:

1. 火星的地质火星已经极其微弱,几乎没有板块运动,地底能量基本散失殆尽,磁场过于微弱无法防御太阳风和宇宙辐射,大气成分也缺少足够来源

2. 火星在37亿年前与地球情况基本相似,除了海洋和湖泊普遍呈现酸性以外,基本能够维持原始生命,但随后陷入了不可逆的水分散失过程

3. 火星大气现在以每秒至少100克的速度流失,考虑到目前基本没有补充且流失永不终止,火星大气将会最终散失殆尽,而目前的水平约是地球大气压的1%不到;

4. 火星地下依然含有至少2%的水分,且在夏季时两极区域和高山斜坡上存在液态盐水流动情况,越靠近两极水分越多,两极冰盖的水冰含量甚至达到了格陵兰岛的三分之一,足够人类生存

5. 火星土壤95%以上是矿物质和金属,两极区域含有高氯酸盐,高氯酸盐是氧化剂且能作为氧气来源,大气中96%以上成分也是二氧化碳,可作为人类未来能量和植物呼吸来源;

因此,火星整体上陷入了一种趋向于更加荒芜、死寂、空旷且不可逆的过程中,内部能量的散失更是完全无法拯救的,人类基本要放弃对它的整体改造

在这种前提下,世界各国的研究方案中心都变成建立大型封闭火星基地。

美国方面,无论是NASA(上)还是Space-X(下),未来的方案都是建立基地。

俄罗斯组织了“火星500”系列实验,这应该是世界上最全面的整体实验,验证一个封闭系统和宇航员们经历长期基地生活的影响,自2008年起已经进行了三批实验。

中国火星基地模拟


中国也计划投资4亿元在青海省海西州大柴旦红崖地区建立火星模拟基地,这里的雅丹地貌是中国被认为“最接近”火星的地方。

目前已经成立探测火星项目的阿联酋也提出了火星基地方案,计划在迪拜附近投资1.4亿美元建设一个可行的现实火星基地模型。

荷兰一家私人公司Mars One甚至提出了前往火星基地的“单程之旅”,全球数万人报名自愿参加。

可见火星基地方案已经是各国必然选择的方案。相比较不现实也不可行的火星整体改造方案,选择基地方案显然是唯一的选择,它的最大优势在于:全封闭,能完全产生跟地球一样气压、温度、光照条件,不必受火星外部恶劣环境影响。


而在设计方面,有以下方面需要着重考虑:

1. 基地选址:在北极和赤道之间的大平原地区,地势较好;这里水分含量较高(>3%且靠近北极冰盖),北极夏季时火星处于远日点因此夏季很长(火星轨道为0.1偏心率椭圆),白天温度可以达到20度;火星北半球富含火山岩而拥有足够建筑材料。

阿联酋的火星基地概念图


2. 建筑材料:火星表面有丰富的矿物质和金属材料,完全可以采用现在日趋成熟的3D打印技术,只需运送少量打印机器人先期前往火星即可,通过3D打印可以轻松实现立体蜂窝状金属结构来建立基地框架,强度高质量轻且能防范微型陨石。火星土壤中有40-45%的氧元素、18-25%的硅元素、12-15%的铁元素、2-5%的铝元素,可以说对于建造以钢和玻璃为主要结构的建筑物毫无压力。

3. 能量来源:基地外围和表面建立大量太阳能电池板阵列(可由硅、氧、铁、铝等元素3D打印而来),机遇号和勇气号火星车已经证明了火星上基本不存在沙尘导致太阳能电池板被覆盖而无法工作的问题,原计划工作3个月太阳能电池板就失效的机遇号已经工作了13年且仍在继续工作!人类也可携带大型同位素裂变电机作为能源补充,好奇号火星车采用此项技术仍在火星工作,并被无限期延期,从理论上讲它可以继续工作20年(核电池的放射性元素钚-238半衰期高达88年)。更何况人类如果掌握核聚变技术,能量就取之不尽用之不竭了。

4.空气来源:火星土壤中拥有较多高氯酸盐,可以简单加热即可获取足够氧气,(请大家脑补一下中学期间加热高锰酸钾和氯酸钾(氯酸盐)获取氧气的实验),在封闭环境中维持低压富氧环境人类即可以健康生存。而且空气中有96%的二氧化碳,北极更是一望无际的干冰冰盖,取之不尽用之不竭。

5. 水分来源:火星地下含有至少3%水冰,经过加热即可获取水分,且北极冰盖底部有大量水冰。

阿联酋的植物仓方案


6.食物来源:可以建立独立的植物养殖仓,人类现有的无土栽培、LED养殖技术(极少光照和能量消耗)完全可以实现。在这个相对密封的植物养殖仓中,由于无土栽培养分充足、二氧化碳含量可以远超过地球、火星重力不足地球一半植物可以生长的更大,这意味着植物的产量将会远远超过地球。它们也会产生大量的氧气供给人类,封闭环境中水分近乎实现无限循环。而植物产生的废弃秸秆、茎秆、根部等,则可以用来加工饲料,供养家禽牲畜;

7.交通出行:全程封闭的轨道交通,目前地球上无论是海底隧道还是在研超级高铁都有极高可行性,它们面对的难度远远超过火星,但已经被人类运用的非常成熟。对于偶然的户外情况,火星车也已经成熟的技术。

Space-X的火星上火箭发射方案


而航天技术基本是每个火星基地的必备选项,建造火箭乃至可重复利用火箭目前并没有技术难度,只需解决最重要的燃料问题。而通过二氧化碳和氢气(来自于水的电解)的催化反应生成甲烷,从而使用甲烷液氧火箭并不困难,中国中科院大连化学物理研究所的科学家已经研制出了相应催化剂。火星的逃逸速度低于地球一半且几乎没有大气阻力,在火星上进行火箭发射和降落难度要远远低于地球。


8.重要资源: 对于稀有金属和矿藏等,完全没必要依赖地球运输。火星距离小行星带已非常接近,这里有着几十万颗小行星,更有数亿颗乃至数不尽的极小星体,它们的成分和构造完全不同,不少都拥有地球上极其稀缺的资源。火星上的航天探测要比地球简单很多,完全能够建立定期“采矿航班”,采取缓慢控制合适大小的小行星,改变轨道靠近火星,在临近火星时将其拖入火星撞击在地表成一个小型矿藏,只需慢慢派车来挖即可,这个难度甚至要低于地球采矿,比起地球运输过来更是性价比高很多。


以上,希望我国2020火星探测一切顺利!

编辑于 2020-03-24 16:20

火星上是可以建造城市的,不过还要再来至少一个世纪。

人类的目前的航天科技,连准确的带回火星土壤都无法保证,当然以后也可以不用火星土壤,可以把地球土带过去慢慢培养和孵化植物,进化成火星物种,满足基本的食物来源需要。

然后我想谈一谈对火星土壤的研究,这是我们搞的事情,毕竟除了到了发展火星城市的阶段,总要知道火星土的力学性质吧,哪里可以建,哪里不容易发生地质灾害,这些都要提前做好吧,不是随便找个看起来是平原的地方就建造而已的。

火星和地球一样拥有多样的地形,有高山、平原和峡谷,火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布。由于重力较小等因素,地形、地貌与地球相比亦有不同。火星南北半球的地形有着强烈的对比:北方是被熔岩填平的低原,南方则是充满陨石坑的古老高地,而两者之间以明显的斜坡分隔;火山地形穿插其中,众多峡谷亦分布各地,南北极则有以干冰和水冰组成的极冠,风成沙丘亦广布整个星球。而随着火星探测任务的逐渐增多,在卫星影像上也发现很多耐人寻味的地形景观。

作为学习土木工程的我们,研究地球的岩土和土木工程,已经不满足人类这饥渴难耐的求知欲了。热爱探索和冒险者,会高呼“我们的征途是星辰大海,奥利给。”所以,我们很有必要为移民火星提前做一些准备。

首先需要解决的就是着陆问题。火星引力仅有地球的 38%,空气密度仅有地球的 1%,且地形地貌特殊,北半球是被熔岩填平的低原,南半球则是充满陨石坑的古老高地,南北半球之间以明显的斜坡分隔,火山地形穿插其中 ,着陆难度不言而喻。

所以,火星探测器的安全着陆研究须以火星土壤(简称火壤)的物理力学特性为基础。火壤的承载力特性是火星探测器安全着陆研究的重要指标之一,它的确定为中国探火工程有着重要作用。

Viking lander(海盗号)

迄今为止,已知成功登陆或巡视火星的探测器包括4个火星着陆器(“Viking lander 1”“Viking lander2” 、“Phoenix lander”、“InSight ”)和4辆火星探测车(“Pathfinder”、“Spirit”、“Opportunity” 、“Curiosity”)。这些探测活动获得了大量的火壤物理力学特性数据,例如火壤类型、密度、黏聚力和摩擦角等基本物理力学参数:

表1 原位火星土壤物理和力学特性

目前尚没有真实的火星土壤返回地球,因此我们的主要方式便是基于上述探测器获取的真实火壤物理力学特性,研制出用于地面环境下相关试验的模拟火壤。

Sojourner,Spirit/Opportunity,Curiosity(旅居者号”“勇气号”/“机遇号”“好奇号”火星车)来自党兆龙-火星土壤物理力学特性分析

这些模拟火壤根据研究目的可分为两类,一类是服务于科学研究,主要关注模拟火壤的化学成分,通常数量较少;另一类是服务于探测器工程应用,主要关注模拟火壤的物理力学特性,通常数量较大,需满足试验场或土槽的需求。

在工程应用的模拟火壤方面,研究的国家主要是美国、欧洲(德国、英国和丹麦)以及中国等。比较典型的模拟火壤有JSC Mars-1、MMS(Majave Mars Simulant)、Salten SkovⅠ、ES-1/2/3 和DLR-A/B 。中国科学院地球化学研究所、中国北方车辆研究所、北京空间飞行器总体设计部、吉林大学等也都开展了类似的研究工作。

例如,美国JPL实验室研制了不少于5种模拟火壤 ,对5种模拟火壤的特性进行了比较分析,得到了粒径级配比较图:

美国模拟火星土壤的粒径级配比较

欧洲国家研制了多种模拟火壤,主要是英国Surrey大学研制的ES-1、ES-2和ES-3以及德国DLR研制的DLR-A和DLR-B。这些模拟火壤先后应用于火星车的研制,尤其是车轮的土槽试验,粒径的分布曲线为:

ExoMars 2018任务中模拟火星土壤
ExoMars 2018任务中模拟火壤粒径级配

通过对模拟土壤的工作,我们可以得出初步的物理力学特性分析:

①火壤特性具有普遍适用性

因为目前还没有实现火壤的采样返回,致使对于火壤特性的分析主要是通过探测器工程数据或专门的探测仪器获得的。其中,着陆器着陆腿下陷量、火星车车轮下陷量及移动能力是主要的工程手段。通过对“海盗号”着陆腿下陷量分析,获得了着陆处的火壤承压特性,并成功地应用于“凤凰号”的着陆腿设计中。另外,“勇气号”和“机遇号”的车轮设计时考虑的火壤承压特性数值范围就继续在“好奇号”火星车车轮设计中得到了应用。由此可见,虽然火星表面探测器的着陆区域存在差异,但是有关火壤物理力学特性的分析具有广泛的适用性,可以借鉴已有的火壤探测成果。

对于火壤实地探测结果,主要是颗粒密度和剪切特性参数的估计值,而对于承压特性缺少估计值,这主要是由于已有的探测器没有携带专门的承压特性探测仪器,但着陆器着陆腿和火星车车轮可作为间接的探测仪器,需要预估其承压特性。

②工程用模拟火壤强调力学特性

服务于火星探测工程应用的模拟火壤主要关注的是火壤的物理力学特性,除了性能覆盖已有火壤特性外,在数量供应方面还需要满足工程的使用需求。在具体操作过程中,就需要淡化科学使用的化学成分等需求,而需要强调在力学特性方面的需求。同时,对于含水率等地面环境带来的因素就需要严格控制,通常不超过5%。对于某一个具体的模拟火壤,其力学特性不仅与其物理特性密切相关,而且与其实际的状态如紧实程度、含水率等相关。这使得在描述模拟火壤特性时,既需要测量其物理特性,也需要测量其力学特性,从而达到全面描述模拟火壤特性的目的。

对于火壤的物理特性,主要关注其粒径级配、颗粒比重、体密度和孔隙率等。而力学特性主要基于服务于探测器研制的力学特性,即承压特性和剪切特性。承压特性采用地面车辆力学理论中的贝克公式加以描述,而剪切特性采用内聚力和内摩擦角表示。由于模拟火壤物理特性和力学特性描述的是不同的性质,致使在模拟火壤研制过程,需要分不同的阶段:制备过程和整备过程。在制备过程主要关注原料的颗粒密度、孔隙率等物理特性,在整备过程中关注其力学特性。

最后我想说,建立城市的过程是漫长的,需要宇航技术成熟,需要经济成本更低,需要全人类的支持,需要一颗热爱探索和不怕在宇宙中牺牲的勇士。

参考文献

1、耿 言, 周继时, 李 莎, 等. 中国首次火星探测任务[J].深空探测学报, 2018, 5(5): 399–405

2、蒋明镜等,TJ-M1 模拟火壤承载特性的研究,岩土工程学报

3、党兆龙, 陈百超. 火星土壤物理力学特性分析[J]. 深空探测学报, 2016, 3(2): 129–133,144.

4、 ZENG Xiao-jia, LI Xiong-yao, WANG Shi-jie, et, al. JMSS-1:a new Martian soil simulant[J]. Earth Planets & Space, 2015,67(1): 72.

编辑于 2020-11-13 12:25

可以!火星上不但可以建立城市!还有机会火星工业化和建立托拉斯企业。

兔子们,加油吧!我们的征途是星辰大海!

是抢在马斯克之前在火星种菜!

什么,你说种菜?!

以下是哈工大土木大佬 梅洪元院士的月球熔岩管基地方案,可行性已经通过论证:

等兔子完成了月球基地建设,实现月球工业化,建造大量大型宇宙飞船,下一步就是利用火星熔岩管建立基地了。

火星基地之后就是兔子的火星工业化和建立火星城市,并建立大量的蔬菜大棚,水培农场。火星水源相对充足,也有足够的二氧化碳,种菜比月球还好种多了!

宇宙的尽头就是种菜!

图片来自游戏火星求生

火星平原广阔,阳光充足,温度适宜,矿产资源丰富,水资源充沛,有足够科技实力的话,毫无疑问是个种田的好地方。

随着兔子步伐加快,成功发射了天问一号探测器和祝融号火星车。而马斯克的星舰第三次发射已经能入轨。火星未来将会属于马斯克还是属于兔子呢?

火星距离地球比较远,飞船航程要6个月。国家政治势力军事力量比较难干涉到。毫无疑问是个十分自由的地方。中美官方不一定有兴趣,但是对于各国新贵来说有较大的发展潜力,可以野蛮生长。

另外地球经历过多次大灭绝事件。在火星多一个人类的备份,一个随时可以逃难的庇护所,对于人类来说还是很有必要的,哪怕要花不少钱。

未来几十年,除了马斯克,很多中国富豪有技术能力有资金,也可能会加入到火星圈地运动里面去。特别是中国实现自己的月球基地和月球工业化计划之后,能够在月球上建造更大的移民船。现在中美资本界工业界三马非常有名,未来能在火星立国的是哪个马就不知道了。


目录如下:

1.地球和火星之间的交通
2.火星城市的选址
3.火星城市的建设和火星工业化
4.火星城市温度控制和能量供应
5.火星城市的展望

1.地球和火星之间的运输

马斯克路线,地表发射或者利用可回收火箭发射在近地轨道组建的飞船前往火星是一个思路。

兔子建造月球熔岩管基地,走月球工业化在月球造大飞船的思路可能后来居上。

在近地小行星上建造补给站来建立地球轨道和火星轨道的常态化航班可能是另一个优势的方案。

下图是地月系和火星之间的速度变量图,也就是旅行△V图。 EML是拉格朗日点。

这个图片是另一种画法,和上面的图差别不大,△V单位是千米每秒。

引用祖布林的《赶往火星》,目前的火箭技术例如土星5号或者spaceX的BFR。大约旅行时间如下图所示:


这个图是马斯克给的BFR旅行时间图。


从数据中我们可以看出,选择合适的发射窗口出发,走霍曼转移轨道,最终到达的时候是在出发点相对的太阳的另一边。这个是最节省能量也是最优的一种轨道。下面是用以上方案火星旅行四人团队生活所需的估计。

祖布林是NASA一个团队的领导者,美国火星探索计划的制定者之一。他这本书的出版时间是1996年。在今天看来这本是有点点老,但是由于近20年火箭的技术没有根本性改变,航天技术也没有太大进展。这本书还是非常有参考价值的。

这个是这本书的百度网盘链接 https://pan.baidu.com/s/11NRKe_vulFe2TKGjAf3ySA




到达火星以后,飞船需要借助火星的大气层多次减速,然后降落到火星上面。整个旅行过程中受到的射线和太阳风辐射如下图。这个辐射是人类可以承受的。

2.火星城市的选址

火星城市选址可以利用月球基地的思路,用天然熔岩管或者其他洞穴来开局,优势是防辐射防高低温。好的阳光和水源也是要着重考虑的要素。

在地下盐湖上方或者北极附近的熔岩管开局也是好的思路,优势是水源充足。

现在快到火星了,准备开始选择火星上的着陆点也就是未来基地的地址。

我们先来看看火星的全地形图和水文图。火星北半球地势低而平缓。南方多高山山地和高原。但也有一个直径2000公里的撞击盆地海拉斯,又叫希腊平原(Hellas Planitia)。海拔低于基准点8200米。是火星上面地势最低的地方。


下面我们看看火星探测器获得的的氢当量分布图和中低纬度冰川分布图。这代表着有比较容易获得的水源。这些资料来自JPL发布的火星研究论文中。

火星高纬度水冰分布图
火星中低纬度氢当量分布图

下面我们看看火星探测器获得的的氢当量分布图和中低纬度冰川分布图。这代表着有比较容易获得的水源。这些资料来自JPL发布的火星研究论文中。



引用于这篇文章:Distribution and character of mid-latitude glacier-like forms on Mars;

虽然南半球的希腊盆地非常完美,海拔低,纬度不算高。但是有两个问题,一个是因为火星夏季的时候南半球靠近太阳,冬季的时候南半球远离太阳。所以冬夏温差非常大。这个也造成了南半球的风暴比北方强很多。

所以早期开发排除了希腊盆地。我们初步选定了三个地区。如下图红框所示。首先要靠近赤道,节省火箭发射需要的燃料,阳光充足,温度适宜,;其次水资源必须丰富,有丰富冰川和地下水可以方便地取用;其次是地势要低而平坦,便于发展种田发展种植大棚。最后需要矿产资源丰富,便于建造大型工业基地。



3.火星城市的建设

火星城市的建设优先选择北半球靠近水源和矿产的地带。

找到合适火星熔岩管的选点钻地弹打孔修整场地以后,把核心舱降落到火星熔岩管内,顶上用支模重气灌注火星混凝土造穹顶是是一种最优的方案,保温防寒放辐射,适合长期居住特别是夜间休息。农业设施和部分工业设施则放在地面上,使用金属舱或者玻璃舱。

火星基地选址

备选方案是使用地表金属居住仓,然后找一个长坑或者自己挖一个长坑,把充气的达到80Kpa的充气居住舱放里面。再用挖掘机挖土,覆盖在居住舱上面,厚度0.2米,达到比较好的防辐射和保温效果。当然后续会用厚厚的火星陶瓷和火星砖来替代。



首先是收集二氧化碳。火星大气中有95%的二氧化碳。这些二氧化碳可以用于制造火箭推进剂,也可以用于种植作物。



然后用这些容器里面的二氧化碳以及生活过程产生的二氧化碳制造甲烷和氧气,用于返回地球的货运飞船使用。这个过程是个放热过程,催化自己进行,叫做萨巴蒂尔反应。

流程图


人居环境的二氧化碳制甲烷和水


萨巴蒂尔反应原理图


原文截图


接下来不断扩大和完善火星的工业化,包括但不限于以下行动:

1.收集水资源并电解,获得氢气和氧气,用储罐存储起来。

2.收集含铁量高的土壤,用氢气还原获得铁和水。

3.收集含铝量较高的土壤,电解法获得铝。

4.用常规金属成型和加工工艺或者用3D打印机制造结构材料。

5.收集二氧化硅和含钙量高的岩石,用反射镜太阳炉和氢气氧气燃烧获得的高温制造玻璃板。同样方法获得玄武岩铸石板和玄武岩纤维。

6.利用熔岩管和制取的材料建造城市,硬化路面,建造加压房屋,建造大量玻璃温室。

7.种植蔬菜,土豆和小麦。养活更多的居民。





8.由于火星土壤不适合直接种植,我们需要通过土壤搭配获得合适的土壤。或者用液体栽培法或者纤维网气培法。这正是南极科学基地种植蔬菜用的方法。大量的大棚温室可以支撑起火星百万以上人口城市的食物来源。

气培法说明


火星城市扩张图

4.火星城市温度控制和能量供应

火星的城市的温度控制和能量供应十分重要,由于火星一天的时间和地球一样,但是光照强度只有地球的一半。

地下熔岩管温室LED灯照明来种菜效率和产出都太低。更适合在地面种植并做好保温措施以及能量供应。

海盗1号(1976年7月20日在22.40N、47.50W着陆) 测得昼夜温度分别为-34℃和-85℃; 海盗2号(1976年9月3 日着陆点在47.970N)测得昼夜温度分别为-30℃和-81℃;昼夜温差均为51℃。 在火星近日点最大照度时水手7 号和水手9 号测得赤道为17℃,夜间为-25℃。凤凰号测试夏季极冠附近白天-43℃,夜间-63℃。 [1]

对比南极基地的温度。火星的温度非常不错。中国南极泰山站夏季最低温度在-30℃,冬季最低温度-60℃左右;

中国南极昆仑站座落于南极内陆冰盖最高点冰穹A地区,海拔4087米,当地年平均气温约为零下58摄氏度,已测得最低温度在零下82摄氏度以下。昆仑站目前为度夏考察站,可满足15-20人在南极夏季从事科学考察活动。


目前很多南极基地都自建了温室大棚保证蔬菜供应,部分蔬菜所需光能采用电灯LED提供。 中国南极长城站夏季最低温度是-2.7℃,即使冬季最低温度,也只有-26.6℃左右。

下面这个图片是中山站的蔬菜种植温室照片。南极种菜温室使用燃烧汽油和电暖器保持大棚温度。

火星上可以大棚周边架设阳光反射镜,也可以用电热方案保温。另一个思路是把大棚建立在熔岩管上方,耐热材料堵住熔岩管两端,用大量反射镜熔化泥土获得大量岩浆,灌入熔岩管内,制造区域性的温暖气候。

岩浆示意图


更加终极的方案是可以在赤道上方的静止轨道用火卫二熔岩电解获得的金属制造大面积的反射镜,用来给基地温室白天和晚上提升温度,增加食物产出。这样才能支撑起百万人口的食物需求。

1000mx1000m面积的反射镜就可以全天候额外提供给基地额外的近500兆瓦的太阳光能量,相当于半个大亚湾核电站机组的功率,等同于香港750万人的耗电功率,早期的反射镜薄膜建造需要从地球运输过去,100mx100m重1.2吨。提供额外5MW的阳光。

用静止轨道的太阳发射镜,可以把火星基地所在区域的温度维持在全年-20-30度之间。类似于我国东北地区的温度。

通过电动机和动量轮,编程和遥控技术就可以控制反射镜的方向,不需要推进器。这个阳光汇聚的焦点面积可以随时调节,用于火星基地城市升温或者光热发电。



火星静止轨道反射镜



在地球上面发展得比较好的光热发电技术可以为火星殖民地带来充足的能源。光热发电的好处是设备工艺技术简单,不像太阳能板需要非常先进的制造技术和庞大的工业体系才能制造。即使火星夏季会有几个月的尘暴天气,选择在不受尘暴影响的高原等区域来做光热发电站或者光伏发电站都是比较好的选择,输电导线可以直接铺在地面上,用比较低的成本做到长距离输电。 火星上面有较为丰富的风能,也可以用大型风力发电机来发电。


光热发电系统
全球塔式太阳能光热发电站

5.火星城市的进一步发展

火卫一轨道高度9378千米,火星半径3395km,所以火卫一距离火星地面约5950千米,火卫二轨道高度约23459千米,距离火星地面18000千米。火星静止轨道高度是17000千米,距离地表13650千米。在火卫一和火卫二之间。因此火卫一和火卫二的几万亿吨原料有非常多的用途。火卫一和火卫二都必然会建立起航天港和工业基地。为人类的太空殖民做出较大的贡献。火卫一和火卫二比月球好开发多了。即使没有集中的矿藏,整体元素丰度构成接近如下图地壳的元素丰度,也能够通过磁选,加热融化蒸发等方法冶炼获得金属单质,或者接近玻璃、陶瓷和玄武岩铸石板的材料以及相关材料的纤维。


火星地面建造了多个城市以后,有了比较完善的工业基础。火卫一和火卫二上面也有冶金工厂和太空飞船火箭制造厂。地面上建立了四通八达的铁路网可以把水资源,矿产资源,工业品等运输到视界城。火星人口达到150万,预计火星就可以立国了。


火星城市和铁路网




由于火星质量小,又有靠离地面较近的卫星。建造太空电梯对材料的要求比地球低很多很多。

火星太空电梯用芳纶就有足够强度。假设火星这时候一年的芳纶凯夫拉纤维制造能力是1万吨。

太空电梯每一段受力等于火星万有引力减去太空电梯那一段围绕火星自转的离心力。 火卫一公转轨道速度是2.138 km/s。芳纶受力强度计算得2000Mpa。没有超过芳纶极限。分段并用多拉索方案,检修时把时间长的拉索换掉就可以了。

绳子到了火星地面绳子末端对地速度是713米每秒。减去火星自转的速度260米每秒,还剩453米每秒。这样用电磁弹射器补一下速度和下方平台速度一致就可以直接用太空电梯升到火卫一。

下面是火星一号太空电梯示意图,整体分成20段,每段300km,每段有个用铝镁合金和少量钛合金框架制造的中转平台。


火星太空电梯示意图

火卫一轨道高度9378千米,火星半径3395km,火卫一距离火星地面约5950千米。太空电梯的总长度接近6000千米,其下端起点平台位于距离火星表面10公里的位置,这是为了避免与山峰发生碰撞。由于火星存在稀薄的大气层,空气摩擦会导致火卫一和太空电梯的轨道高度每年有所下降。

太空电梯的末端平台通过钢结构直接固定在火卫一上。靠近火卫一的平台之间的连接采用了多种材料,包括钢索、碳纤维索和芳纶索(凯夫拉纤维),数量超过256根,以确保整个太空电梯平台的稳定性、耐老化性、抗破坏性和易维修性。而起点平台则只有8根拉索。

在靠近火卫一的路段,太空电梯的质量增加对系统的影响相对较小,因此使用了通电铝轨和摩擦轮来驱动运输仓。而在靠近火星的路段,为了减轻重量,采用了双头拉索来驱动运输仓。

每次从火星地面运输货物到火卫一会使得火卫一的轨道有轻微的下降,但对于直径十多公里、质量十万亿吨的火卫一来说,这种影响是微不足道的。

有了太空电梯,火星在宇航开发方面将获得巨大优势,宇航工业和飞船制造业有望迅速超越地球。此外,太空电梯还将推动附近的小行星带的开发。

再启动了鼓励生育计划,火星人口有望获得了爆炸式的增长。



如果开发改造小行星带里面的太阳系最大金属小行星灵神星,改造成直径200公里的太空堡垒。从隔壁的谷神星和木星卫星上获取聚变燃料。那么就是太阳系版本的死星了,火星人足以成为星空之主。



其他的补充方案:

地球高轨道到达最近的近地小行星需要的速度变量很小。50m每秒左右。


S型近地小行星上面主要以金属化合物和硅酸盐为主。在捕获的近地小行星上面,利用太阳能和和核能,通过高温加热和电解熔盐的方法可以获得互相混合的合金和氧气等氧化剂。

利用熔点和液化点的不同可以分离金属和气体。氧气等可以作为火箭的推进剂,金属可以用于3D打印庇护所和金属反射镜作为太阳炉。

这样一个燃料补给站。可以极大地增加前往火星的运输量。降低火星运输的成本。

俘获可选的近地小行星NEA列表如下。这个△V指的是从近地轨道LEO到达近地小行星的速度变量。我们可以对比发现到达近地小行星和到达地球逃逸轨道所需的速度增量差异非常小。 e是离心率,MOID是最靠近地球的距离(单位是AU)。

更多小行星数据请参考 http://www.asterank.com。需要翻墙。

合适的近地小行星



近地小行星中有一些公转轨道和地球轨道火星轨道都相切。如果选择好发射窗口。飞船可以停靠在这类近地小行星上面。

一边通过系绳固定在小行星上,让飞船围绕小行星旋转获得1g的离心加速度。一边用携带的高温熔盐电解设备电解熔盐获得氧气等推进剂氧化剂作为飞船减速和变轨所需,一边用电解获得的金属加厚屏蔽层或者建造小型基地和太阳炉获得更多能量来源。 并为后续的飞船做燃料储备。

另一方面。一根5千米的芳纶凯夫拉绳子一端固定在小行星上,一端固定在飞船上。可以让飞船加速旋转到5g离心加速度。根据飞船离开地点的不同,可以获得正负500米每秒之间的一个速度增量△V。这个设施可以用于加速,也可以用于减速。

下图是太阳系小行星分布图。红色的是近地小行星,公转轨道分布在金星轨道到火星轨道之间,目前观测到的数量是19560颗。绿色的是小行星带。目前观测到的数量是70多万颗。

小行星分布云图

火卫一和火卫二也是火星殖民和火星工业化的重要支点。


火卫一(Phobos,英语发音"FOH bus"福博斯)呈土豆形状,一日围绕火星3圈,距火星平均距离约9378公里。 它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫一与火星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的,从火星表面算起只有6000千米。它也是太阳系中最小的卫星之一。 质 量1.0659✕1016kg,平均密度1.872 g/m³,直 径约 27km✕ 22.2 km✕19km。自转周期7小时39.2分钟。

火卫二(英语:Deimos ,中译:戴摩斯)是火星最小的一颗卫星,逃逸速度为5.6 m/s (20 km/h),它是火星较小和较外侧的已知卫星,公转轨道距火星23,459 千米,接近于火星同步静止轨道的17000千米。轨道离心率: 0.0002,轨道周期: 1.26244 d,平均公转速度: 1.35 km/s,轨道倾角: 0.93° (to Mars' equator) 1.793° (to the local Laplace plane) 27.58° (to the ecliptic) 大小: 9 × 7 × 6 km,平均直径: 7.3 km,质量: 2.244×10e15 kg (3.756×10-10 Earths),平均密度: 2.2 g/cm³ 赤道表面重力: 0.0039 m/s²(3.9 mm/s²) 0.00040 g (400 μg),宇宙速度: 0.0069 km/s (6.9 m/s),自转周期:同步自转,反照率:0.07,温度: ≈233 K,火卫二和火卫一是由像C型小行星那般的富含碳的岩石组成的,并且它们都有很深的地坑。

火卫一和火卫二的元素构成可能接近于以下比例:40-45%的氧元素、18-25%的硅元素、12-15%的铁元素、2-5%的铝元素。

编辑于 2024-03-28 09:20

火星移民已经不再遥不可及了至少目前是有希望在几十年以内实现载人火星当我们想在火星上生活下去就需要建立城市但是在火星的严酷环境下我们可以建立城市吗我认为是可以的而且接下来我将先阐述全面改造火星环境的不必要性以此说明建造封闭式基地可能是目前最好的方案再为你介绍如何利用火星来建造人类的城市

如果以人类现有的技术我们想实现登陆火星的突破的话人类如果愿意付出一定的价钱也就是天量的预算我们是可以做到的我们可以把六七十年代的那些最强力的火箭更新甚至做的更好我们也可以开发出最新的可以着陆火星同时返回火星轨道的大型火箭这都不是问题

但是显然它的优先级现在并不高因为地球上有太多的东西还需要被解决了比如说我们的技术在很多方面还不是完美的而且地球上很多国家还在疯狂的内耗我们还要面临战争的威胁我们还需要花掉天量的钱来维持军费这都是代价

那么如果有一天我们的家园变得不再那么美丽换句话说我们已经无法拯救了我们该怎么办

也就是说如果地球不再值得人们去居住的话那么人类就要逃离地球或者在经过了一定的妥协之后人类会想着一方面在地球上坚持着努力生存另外一方面就需要前往火星开拓新的领地

因为以人类可以预见的几百年内的技术逃离太阳系前往其他星系是非常非常困难的因为那些星系动辄以光年来记光年可是以万亿公里来计的距离人类是根本就没办法突破的

而太阳系内距离我们最近的几个金星水星包括月球都是很难开发的土星木星这些又是气态行星它的内部到底如何我们完全未知基本上相对而言火星是唯一的选择

显然最理想的话当然是整体开发火星我们把火星改造成一个像地球一样充斥着各种生命各种能量形式的生机勃勃的火星我们可以有很多很多的物种由很多很多的地貌有湖泊有森林有高山

然后我们也可以利用化学能包括我们吃的食物都是化学能我们也可以利用各种水能风能电能核能这个当然是最理想状态

但是现实吗

人类探测火星六七十年代就开始了当时的成功率非常低1/3 都不到但是苏联和美国前赴后继苏联更加是屡败屡战80 年代虽然偃旗息鼓但是 21 世纪基本上迎来了各国发展的一个高潮也可以说是整个人类最大的高潮甚至直到今天也就是 2018 年上半年还依然有八个正在工作状态的火星轨道器和探测器在研究火星

可以说人类现在对火星的研究已经是越来越深刻了

那我们先看看它的条件我们到底有没有必要去全面改造火星

总体而言火星的研究大概分为以下几个结论

第一火星的地质运动已经极其微弱了几乎没有板块运动地底的能量也已经散失殆尽了

磁场过于微弱几乎接近于无那么就意味着它无法防御太阳风和宇宙辐射也无法保护大气

另外一方面就是由于没有大量的地质运动大气是没有任何补充的没有地下的东西涌出来

第二就是火星不可逆的水分散失过程

火星也许在 30 多亿年前和地球的情况比较类似有海洋和湖泊可能它们呈现一定的酸性这是好奇号研究成果但是它们基本上是能够维持一定的原始生命的

因为也就在 2018 年 6 月初好奇号刚刚宣布了发现了远古有机物存在于火星的痕迹但是也大概是从数亿年前火星陷入了不可逆的水分散失过程这跟它的大气和磁场也是有关系的

第三是大气流失的不可逆

编辑于 2024-03-11 19:46

“如果人类想要延续下一个 100 万年,须涉足无前人所及之处”——斯蒂芬·霍金

征服火星,是各种科幻作品中非常热衷的题材之一。从美国天文学家帕西瓦尔·洛厄尔在1895年写下的《火星》一书开始,在火星上建立星罗棋布的城市,就是人类长久以来的梦想。

但是在那之前,首先需要解决的是火星的【太阳风】问题。

与地球的大气状况不同,强烈的太阳风以每秒 100 克的速度剥离火星上的大气层,地表水分快速蒸发,同时空气也荡然无存。如果我们想在火星上建立城市,那就需要一个类似地球的大气环境。

NASA 曾经公布过一个非常激进的计划:在火星和太阳之间的L1轨道上,建立磁偶极场。用大小相等、方向相反的磁极,组成“人造磁场”,以保护火星免受“太阳风" 的侵袭。据NASA 所称,如果该计划可以顺利实施,火星的大气层将在几年时间恢复到和地球相当。

( NASA 的“人造磁场”改造火星示意图)

这样听起来,在火星上建立城市,岂不是手到擒来?

但其实以人类当下的技术条件,建立一个人造磁场并将其成功送入轨道,几乎不可想象;同时该项计划会耗费天文数字般的费用,仅仅以 NASA 一家来说,根本支撑不住对该计划的推进。

除非地球即将爆炸,否则人类是断不可能从现在开始对火星进行移民改造。

不过,建立类似于科幻电影《火星营救》中的全封闭半永久式的科考基地还是完全有可能的。尽管技术挑战不小,资金耗费巨大。美国和俄罗斯等主流航天大国,却都已经开始储备自己的火星基地方案。

(中国金昌“火星 1 号基地”全景图)

而就在前不久的10月11日,我国的火星探测器首次向媒体进行展示。我们对于星辰大海的野望,从来都没有停止过。

当你抬头仰望浩瀚的星海,是否也曾幻想过飞向那颗红色的星球。如果我们在火星上建立基地,那它应该是什么样子?

带着这样的向往,领克来到了甘肃金昌“火星1号基地”。在这个被专家称为“中国最像火星”的地方,就让我带着各位去体验一把独特的“火星漂流”吧。

领克 01 火星探索之旅https://www.zhihu.com/video/1168458609146433536
(领克 01 全新 “火星金”配色,气势不输火星车)
(领克 01 驰骋于丹霞地貌上)
(领克 01 的 “火星奇幻漂流”)

想要了解更多有关资讯,快来戳链接~

编辑于 2022-08-23 15:02

个人认为气候改造难在无法短时间实现,封闭式基地难在保证安全性。

其实可以换一个思路。无法改变环境的时候,不如改变我们人类自己。

#人体改造#才是未来殖民火星,以及星际旅行最容易实现,成本最低的方式。

即使无法实现攻壳里有些超前的电子脑,替换全身器官只保留大脑也不错。机械体内可装备氧气血液循环和ATP发生器供给脑神经。

编辑于 2017-11-16 12:31

1

2012年8月6日,火星上迎来了第七个探测器——美国航空航天局的“好奇号”核动力火星车(Curiosity rover)。

处于沙尘暴中的好奇号火星车,这是好奇号的第2082个火星日

一晃,6年过去了。

如果要给“好奇号”一个形象的比喻的话,那应该是:一个“老黄牛”式的明星。

项目总耗资26亿美元的“好奇号”自2011年11月发射升空起,就因承载着的火星探测的历史重任而受到全世界太空迷的追捧。这6年里,“好奇号”兢兢业业,任劳任怨,取得了很多成绩,它每一次传输回来的照片都能引发圈内的热议,每一次的探测试验结果都会引起无尽的遐想。

“好奇号”拍摄的照片,疑似火星上的“女人”

比如,“好奇号”对火星基岩样品的分析显示,火星古代环境确曾适合生命存在,另外,“好奇号”还在火星大气层中发现了甲烷增多现象,并且在岩石中发现有机物。

还比如,“好奇号”经过提取样本得知火星表面土壤按重量算约2%是水分,火星陨石样本中也发现大量甲烷,从而证明了火星上有微生物存在。

上面的种种信息让人振奋:甲烷通过化学反应可以制造二氧化碳和氢气;有水分人类就可以生存,并且还可以电解产生氧气和氢气;微生物可以帮助净化环境等等。

所有的这些都为证明一点:火星是一个可以殖民、可以改造的行星。

而人类第一次系统性提出登陆火星仅仅过去66年。

2

早在1952年,一个从小怀揣探索宇宙梦想的德裔美国科学家冯.布劳恩,出版了一本影响深远的著作——《火星计划》。

“导弹之父”、“现代航天之父”——冯.布劳恩

作者冯.布劳恩有两个桂冠:

一个是“导弹之父”——在纳粹执政期间,研制出世界上第一款弹道导弹V2。

另一个是“现代航天之父”——主持美国“土星5号”火箭的研发,在其主导下,1969年7月实现人类月球登陆,并且对航天飞机的设计建造作出重大贡献。

1969年7月,人类首次登陆月球

这样一位大佬写成的《火星计划》自然不同凡响,后人对其评价:观念超前,技术实用。

在这本书里,他不仅提出了设想,还充分考虑到各个环节所遇到的问题,并且给出了具体的可行方案,甚至完成了实际的运算。书中不少观点仍然指导着21世纪的火星探索计划,所以这本书又称得上是星际旅行的奠基之作。

有了理论和设想,对于冯.布劳恩来说还远远不够,他想要的的是真正的行动——希望在20世纪80年代登陆火星。

然而美国政府并不买账,出于冷战考虑,政府认为把钱投入航天飞机和空间站研究更有意义,他们对于遥远的火星并不感兴趣。

就这样,只至1977年冯.布劳恩去世,火星探索计划一直处于被搁置状态。

而真正让火星计划焕发新春的是一个叫埃隆·马斯克(Elon Musk)的,他在2002年6月建立了美国太空探索技术公司(SpaceX),这家民营公司的目标就是:建立人类的火星基地——更具体的说,要在21世纪末送8万人移民火星。

spacex火星城电脑模拟图

3

梦想很丰满,现实很骨感,建立火星基地不可能是一帆风顺的,甚至是连向火星上发射探测器都是一件危险性极大的事情——人类向火星发射过的探测器中,有2/3的发射尝试以失败告终。

你可能会问,我们在50年前就登陆了月球,现在的技术发展竟然不能让我们成功登陆火星吗?

如果要概括原因的话,那就一个字——远!

太阳系各行星的分布图

地球与火星的距离是地球与月球距离的140到1000倍(地球到火星的近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里)。我们去月球可以走直线距离,往返只需要6天。但我们去火星是不能走直线的,因为飞船搭载不了直线飞行所需的大量燃料。

根据布劳恩的设想,我们需要先烧一次燃料,让绕地球运行的飞船的轨道逐渐接近火星公转轨道,在进入轨道后,飞船将不使用燃料,而是通过滑行来靠近火星,在接近火星时,第二次燃烧启动,让飞船进入绕火星运行的轨道并最终降落。

所以在去往火星的途中,飞船既要绕远,又不能加速,以目前的技术水平,是无法将单程时间缩短到250天以下的。

距离的影响还不仅体现在去程上,它也会让地球和火星之间的数据传输变得漫长。在地球和火星之间,无线电信号单程就要走21分钟。那么一旦登陆火星的探测器或飞船出现问题,遇到突发情况,很可能无法及时从地球获得支援,在没有专业人士的指导的情况下,只能依靠人工智能自行判断和处理,这大大增加了火星探索活动的难度。

距离远还导致了搭载飞船的火箭成本极其高昂,这主要体现在火箭箭体的建设成本上,而燃料成本只占0.3%,也就是说,如果人类能开发出重复使用火箭的技术,就有机会把单次旅行成本从几千万美元降低到几万美元。

你看,这就是马斯克一直致力于火箭回收试验的意义——要想获得廉价的星际旅行,就必须实现同一枚火箭使用的可重复性。

2017年2月20日,spacex猎鹰9号火箭顺利实现第三次地面回收

SpaceX公司还希望把火星计划做大,就像航空公司一样,建立一种单次运送数万乘客的常规机制:利用合适的发射时机(两年才有一次),每次能送出一个由大量飞船组成的舰队。

你看,是不是很有画面感?

不要高兴的太早,如何去才是第一步,更关键的是去了之后怎么活下来。

4

先简单介绍一下火星的基本情况。

火星曾经是一个温暖而湿润的地方,火星的大部分表面都覆盖着液态水。但在4.2至37亿年前,火星失去了大气层,这导致的结果是:

火星现在基本上是一颗沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布。大气以二氧化碳为主,但又非常稀薄,每年常有尘暴发生。火星温度也很低,最低温度-87摄氏度,最高温度-5摄氏度,常年平均温度-63摄氏度。大部分的地表水也都以冰的形式隐藏于地表之下,而且绝大部分都在火星两极和赤道附近。

“好奇号”传回的火星地表照片

所以说,火星的特征很明显——寒冷、干燥、低气压、高辐射。

对于这样的一颗星球,要想在上面生存,只有一个办法:火星地球化,即通过科技慢慢改造火星,使它成为像地球一样,可以满足人类的基本生存。

比如说,第一步先让火星变暖。这样便可以让火星上的一些气体从地表释放出来,进入大气层,形成温室效应。温室效应会继续使火星温度升高,形成良性循环。当温度升到一定水平时,赤道附近的固态水便融化了,人们有机会在室外耕种。而作物又会释放氧气,长此以往,人们在室外自由呼吸也不再是个梦想。

再比如说,空气。在地球上长期生活的人类已经习惯了21%氧气,78%氮气和一小部分稀有气体组成的空气,火星上的空气只有通过植物、微生物,或者人工电解的方式,逐渐让火星上空气与地球一致。

据估算,就算一切条件理想,人类最少也要花近一千年时间才能完成火星的改造工作。

不过,我们还可以脑洞大开一下,换个角度,对人类的基因进行改造,使人类尽早地适应火星上的生存条件。

你大概会问了,你这些想法很好,但该如何实现呢?现在的技术水平能保证第一批人类在火星上活下去吗?

答案是肯定的:以人类现在的技术水平,足以完成这些改造任务。

先从呼吸和变暖讲起吧。

我们可以从火星中大量的二氧化碳中获得氧气,这个设想已经由美国宇航局实现了,通过燃料电池,将二氧化碳变成一氧化碳和氧气。

氧气不光这一种途径获得,我们还可以通过电解水,既得到了氧气,顺便还可以有氢气(氢气是很好的火箭推进剂)。

另外,在地球南极洲、莫哈韦沙漠中发现存在的蓝藻细菌(cyanobacteria)能够吸收二氧化碳,并在地球上一些最不适宜生命存活的环境(包括国际空间站)释放氧气。因此我们可以发送蓝藻细菌至火星,让它们在火星恶劣环境中为人类服务。

国际空间站的LiFE实验,微生物在强辐射环境下18个月后仍有存活

变暖则是一个更加漫长的过程。根据现在的科技手段,给火星加温最简单可行的方法是使用太阳帆。我们可以回收前往火星的货物补给飞船上的太阳帆,将其支在火星上的合适位置收集阳光,再通过足够的热量,使得火星的平均温度逐步上升。

解决了呼吸和变暖问题,剩下的就是衣食住行了!

:衣服的确是一个问题。为了应对火星上比地球小得多的大气压,人们要生活在经过增压的密闭空间里,外出时穿着特殊的压力服。目前,已有科学家在设计可供人们在火星上使用的压力服。

:在移民活动早期,大部分食物还是会来自地球。火星上的很多土地酸碱度很高,因此在火星上种田是一项需要对光照、温度、防辐射、空气构成等很多方面进行精准控制的工作。目前,科学家还没有就应该在火星上种什么达成一致,但无土种植技术水平越来越高的情况下,能吃上火星上种植的蔬菜也不是什么难事。

:在地球和火星上,人们都会受到两种辐射:太阳辐射和宇宙辐射。火星可以阻挡辐射的大气层过于稀薄,因此,火星建筑的一个理念就是需要具备防辐射层,而当太阳风暴发生时,人们可能需要进入地下,平时的话,一个空间站式的集装箱可以解决大部分问题。

火星基地

:就依靠现在的技术,多生产一些火星车,也许是最快捷的实现方式。

未来火星上的交通工具

当然,这些生态改造是一个整体过程,其中的各种因素环环相扣、互相影响,这是一场不能懈怠的战斗,所以需要到公元3018年左右,人类的第二栖息地——火星,才算真正改造完成。

不过,与地球46亿年的年龄相比,1000年又算的了什么呢?

何况,人类的技术还在进步,现在还需要1000年,若干年后说不定只需要800年、500年、300年了呢?

这点上我们应该乐观!

5

很多人大概会疑惑:地球上有什么不好,非要移民火星?

对殖民火星的乐观,正是对地球当下悲观的折射——如果你知道地球每9300年就有一次行星撞地球的可能;全世界各国8000亿吨TNT当量的核武器足以让地球毁灭几十次,而人类已经在核战争的边缘走过十来回;全球气候变暖,海平面不断上升,当今地球上的一半人口(沿海50公里范围内)受到威胁;每年要有4000~6000种生物从地球上消失,1/4的哺乳类动物正处于濒临灭绝的危险,每年还有1000万公顷的热带森林被毁坏…

以上种种,直指一个问题——人类会灭绝吗?

当然不止这些,还有人类的探索精神在驱动。

从6万年前有一群智人走出非洲,然后他们走的脚步遍布欧亚大陆,再到500年前哥伦布率领88名水手横渡大西洋,发现了美洲大陆,开启了大航海时代。

从1969年,“阿波罗11号”飞船载着三名航天员完成人类首次登月,再到《我们为什么要去火星?》(英文名《How we'll live on Mars》)作者斯蒂芬·彼得拉内克预言:2027年人类将登陆火星!

《我们为什么要去火星》封面

这些都说明了,人类的天生具有好奇心。从“世界那么大,我想去看看”到“宇宙那么大,我想去看看”,这种探求精神根深蒂固,不死不休。

当然,就像大航海时代是由经济利益驱动的一样,只有利益的刺激才会带来可持续发展。殖民火星也有很诱人的盈利方案:以火星为前哨,对其周边星球和太空进行更多探索和开发。

火星与木星轨道间的小行星带上的某些星球上藏有丰富的矿产,如果将它们的价值平均分给地球上的全部居民,每个人可以得到1000亿美元的财富,以火星为基地开采这些小行星无疑非常简单方便。也许在有生之年,我们不光能在电视上看到人类在火星上生活和工作的实况,还能用上火星制造的产品。

最后,也是意义最深远的——殖民火星使人类能够实现异星基地,为地球生命做备份,从而让“地球人类”将成为一个新的宇宙种族:知道如何向新行星扩张以及将它们“地球化”,人类这个种族将长久不衰。

当海洋的鱼走上陆地,它就不再是鱼了;当人类走向太空而无法回头时,他也就不再是人了。

采自morning rocks 科普计划

他将会是什么?

只有上帝才知道!

采自morning rocks 科普计划之火星日出



本文主要参考:

1、《我们为什么要去火星?》(作者:斯蒂芬·彼得拉内克)

2、《赶往火星》(作者:罗伯特·祖布林)

转载请注明出处:犀牛说说

编辑于 2018-07-07 15:47

火星的温度一开始是-30度,我们需要将电能转化为热能升高温度至8度左右才适宜人类生活。

氧气也需要通过生物工程上升到14%,另外还需要9块海洋,大约占火星表面的1/5才能使得气候稳定。城市需要绿化,每个城市附近的绿化可以使得城市+1分,每片森林也价值一分,如果你能因此提高氧气,一片森林相当于3分,是个性价比很高的选择。所以要想致富,先种树。

发布于 2017-11-14 09:58

我认为是可以的,不仅可以建城市,还可以建旅游公司,或者旅游景区的落脚点。

我比较希望在火星地底建立庞大的地下城市,或者将建在地面的城市建立半透明的苍穹。

至于模拟地球环境的改造计划,估计这几百年很难,但是在更遥远的时间里可能会成为现实。

希望火星能在这个世纪成为人类的第二家园。

编辑于 2017-11-14 10:57

可以,但没有人。

人工智能是一切太空探索的基础。

当然,在人工智能搞定之前先去占地方也是很重要的。

发布于 2019-12-16 21:07

说个有点不同的观点。


都说地球拥挤,但实际上地球并不是不够住。以现在的人口数量,单独考虑居住需求的话地球空间还是很足够的,甚至可以说我们远远没住满。如今缺乏的并非居住面积,而是生活生产资源。


所以我们在开发外星球的时候,第一件应该满足的是我们的资源需求,而不是居住需求。随着ai技术的开发,在外星球(如火星、月球)上建立全自动化的资源采集、加工基地才是更好的选择。


当然,我们还是需要迈过一个很重要的坎——低成本星际物资运输。一旦解决了这个问题,完全可以将大量工业移至月球或火星上,在那里建立无人工厂来满足地球对工业产品的需求。在合适的地方干合适的事情,既然外星球环境不宜居,那我们就在那里干居住以外的事情。强扭的瓜毕竟不甜嘛。

发布于 2019-01-22 09:35

当然可以,不过既然都能在火星建城市了,还不如直接在太空建,理由可以看看这篇文章:

zhihu.com/question/3605

编辑于 2019-01-20 10:32

https://www.zhihu.com/video/1112716004081278976

火星已成为人类太空探索的下一个目标,个性化室内设计、星际旅行「时差反应」以及性格冲突,是阻碍人类未来定居火星的重要因素。这部 NASA 火星居住大赛的短片「Mars Habitat」以精妙的特效向我们展示了在合理的科学架构下人类在火星上的衣食住行,也许未来居住于火星并不再是距我们无限遥远的梦想。From LightField London

汇集全球优质短片,在【 开眼视频】,短视频也像看大片!

发布于 2019-05-17 13:52

那么问题来了,一个城市最少的人口有多少呢?就算只有3000人,那还是很难办到的,如果说只有一个前哨战或者殖民地几个十几个人(就好像北极科考队)那还是可以办到的,你如果说让3000人住在北极,那都很困难别说让3000人住在火星上了。

发布于 2017-11-14 11:06

很多很多年以前,央视的新闻上说,NASA预估,通过在火星表面种植植物来重塑大气层直到接近地球的水平大概需要10W年。乐观地估计,就算真的能做到,10W年,大概我是等不到了。

编辑于 2017-11-14 21:50