把地球“变成”火星的环境模拟工程

<p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>核心提示</strong> </p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">寒冷，干燥，砾石遍布，大气稀薄，火星是一个荒凉、死气沉沉的星球，但人类却对它充满了兴趣。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">火星是除了地球以外，目前人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，它们对火星进行了详细的考察，并向地球发回了大量数据。根据这些数据，科研人员通过各种方法来模拟火星的环境，测试火星登陆设备，培养登陆火星的航天员。人类希望如果有一天真的登上这颗红色的星球，不会对这里的一切感到陌生。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>300吨沙子：模拟火星地表</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">长约30米、宽约13米，气温零下63摄氏度，氧气稀薄，所有内部表面都被漆成红褐色，地面还铺设了300吨沙子。这个位于英格兰东部的火星任务模拟场，由空客公司建造。“火星场”内所有设计都尽可能接近真实的火星地貌，场内还陈设了一幅巨大的火星地貌壁画。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">一位科研人员表示，欧空局研发的新一代火星车ExoMars将在这里进行测试实验。在设计上，ExoMars能在一天内自主行进约70米，无需地面控制中心进行导航。ExoMars将在“火星场”接受测试，帮助负责导航和控制的研究小组了解导航系统的性能并最终敲定这一系统。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">有消息称，ExoMars预计于2018年发射，2019年ExoMars登陆火星后，“火星场”仍将继续服役，便于科研人员在地球上进行故障模拟，解决ExoMars遇到的任何问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">据悉，ExoMars火星车的制造工作将于2015年初启动，而在此之前，需要首先建造一个先进的绝对无尘室。火星模拟场让ExoMars火星车在探火的道路上又往前迈进一步。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>迷你“火星锅”：“繁殖”火星尘埃</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">“火星锅”的外观并不是特别引人注目。它是一个直径小于1米、大约1.5米高的金属圆筒，周围围绕着不同的仪器、电线和管路，顶部伸出一个带有一个门的小气缸，在其底部有一个托盘可以放置样品。其内部蓝色涂层是氯丁橡胶，这是一种廉价而有效的材料，可以保持其内部恒定的温度。此外，其外部的用铝箔覆盖以保持内侧热度的区域。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">科研人员称，希望能做一个功能强大的实验舱，可允许不同的科研人员用任何类型仪器测试火星的大气条件。在这个装置内，气压不到地球大气压强的1%，气温在150摄氏度和零下165摄氏度之间，空气中95%的成分是二氧化碳。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">“火星锅”的另一项重要用途是“繁殖”与火星上类似的尘埃。火星尘埃多为硅酸盐，一旦被人类吸入肺中，将变成有毒的化学品。此外，火星尘埃颗粒极其微小，在火星稀薄、干燥的大气中四散飞扬，很容易附着在火星探测器上，影响正常工作。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">因此，科研人员人为地制造出仅有63微米宽的尘埃，随机散播在机器内，模拟火星环境，用于测试准备飞赴火星的探测装置。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>南极：训练“火星人”的好地方</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">南极是地球最寒冷、最黑暗以及拥有最极端气候的地方。在位于南极中央的肯考迪娅基地，有一群从事火星模拟任务的科研人员。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">肯考迪娅基地由法国和意大利合作运营，该基地由两座圆柱形三层高塔构成，目前共有13名工作人员。从今年2月份起，这里的工作人员与外界隔绝，没有来自外界的补给，且无论任何紧急事件都不能离开基地。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">在此期间，他们必须团结合作，自行解决所有问题。相关的研究数据显示，未来执行火星任务的航天员除了需要拥有强壮的体魄外，还需要具备坚强的心理素质。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">来自英国的库玛负责研究太空飞行环境对人的生理和心理产生的负面影响，以便为未来制定载人火星任务提供参考。根据她的研究报告显示，在太空飞行中，航天员必须处于忙碌状态，将每天的日程安排得非常紧凑，让他们没有太多时间思考自己所处的环境。否则，航天员将很容易失控，甚至心理崩溃。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>“火星500”：模拟火星往返</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">在一艘火星飞船模型里，6位志愿者用250天模拟飞向火星，并开展为期一个月的“登陆”火星和科学实验，最后用剩下的230天左右“返回”地球。在密闭空间里长期承受着压力进行生活和工作，到底会对人的精神和身体造成怎样的影响？这就是“火星500”想要回答的主要问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">这项耗资1500万美元的实验由欧空局和俄罗斯生物医学问题研究所合作开展。在550立方米的实验舱里，属于每个志愿者的卧室只有3.4平方米，里面只有一张床和一张桌子。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">相关试验负责人表示，实验的520天积累的大量研究信息表明，密闭环境下人的自身极限能力数据有了新的突破。科研人员初步获得了对长期密闭环境中人体整体功能状态的医学辨证、人体生物节律和氧化应激的规律性认知。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>今天把地球“变成”火星 明天把火星变成地球</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">过去几十年间，各种各样的探测、登陆火星的方案浮出水面，欲将距离地球最近的邻居变成更适于人类居住的地方。火星环境地球化工程的规模将无比庞大，其难度或许远超人类想象，数百天的飞行不仅是对飞船的考验，同时也是对人类身体机能的挑战。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">使火星升温是必需的改造步骤之一，而让一个行星升温的最好办法莫过于使用“超级温室气体”。有科研人员提出，可以在火星上建造一些特殊的化工厂，排放“超级温室效应气体”使火星升温。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">此外，其他方案还涉及将几面巨大的镜子安设在地球轨道，将阳光折射到火星极地冰盖，从而释放出液态水和二氧化碳气体，启动温室效应。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">早期地球与现代火星在大气层上的相似性使得一些科研人员做出推断，地球大气层从几乎全部是二氧化碳转变为可供呼吸的空气，这一过程可以在火星上得到重复。要想达到这一目的，需要使火星大气层增厚并营造温室效应以升高行星的温度，从而提供一个适宜动植物生存的环境。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">火星环境地球化的初级阶段需要几十年甚至上百年，将整个星球改造为类似于地球的居住地则可能需要数千年的时间。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">不论怎样，人类已经开始行动起来了，今天把地球“变成”火星，是为了将来把火星变成地球。（胡逢超）</p><br />