“移民火星”要迈过几道坎

本文转自：齐鲁晚报 火星的自然环境与地球最为相似,是太阳系中唯一经改造后适合人类长期居住的天体。

首要是防辐射

中科院国家天文台副研究员、科普专家郑永春介绍,在前往火星途中,航天员主要面临两类危害健康的辐射粒子。

一类是剂量较低但长期存在的银河宇宙射线,能量高、穿透性强,普通飞船外壳基本无法阻止,即使是30厘米厚的铝板,防护效果也极为有限。

另一类是太阳耀斑和日冕物质抛射时产生的太阳高能粒子,其能量比银河宇宙射线低得多,持续时间较短,利用飞船外壳可以进行有效防护,“未来的载人火星飞船,很可能会配备一间‘太阳风暴庇护所’,在太阳风暴发生时,抵御高能粒子。”

为了给航天员设计有效的辐射防护系统,科学家已开展了对火星辐射环境的探索。2011年发射的好奇号火星车搭载了一台辐射评估探测器(RAD),目的就是为载人火星旅行提供基础数据。按照RAD的测量数据,航天员在火星上接受的累计辐射剂量,相当于每星期接受一次全身CT扫描。

郑永春说,随着科技进步,未来或许能发现一些新型轻质材料,具有比铝板更好的防护效果。即使找到这种材料,也只能降低部分辐射剂量,穿透防护材料的射线,仍会对人体产生危害。

因此,防辐射是航天员登陆火星面临的重大难题。“现实的选择是就地利用火星土壤,加入黏结剂固结成型,或填充在包装物里。”他说,“一定厚度的土壤,能有效降低太空辐射对航天员的危害。”

再生水回收必不可少

水是生命之源。郑永春说,火星上曾经有过河流和湖泊,但现在的火星上尚未找到可用的水源。要在火星生存,再生水回收系统必不可少。再生水回收系统已经在国际空间站上得到了成功应用。在国际空间站,不会有任何一滴汗水、眼泪或尿液被浪费。这种新的净水系统被称为“水膜”,利用纳米技术和调节生物体水分的蛋白质技术,可以将汗液、尿液等废水转化为可饮用水。

外星生存还有一个重要条件就是氧气。郑永春表示,如果未来人类要在月球生存,所需氧气或许要依靠钛铁矿和氢气的氧化还原反应生产水,然后用水来电解产生氧气。

火星生存所需的氧气也来自于水的分解,以电解方式,分离水分子中的氧气和氢气,这套制氧设备已经成功用于国际空间站。氧气释放到空气中用于维持生命,氢气则进入制水循环系统。

探索农作物种植

在火星上种植作物,先要培养土壤。据介绍,火星土壤与地球土壤的物质组成基本相同,但地球土壤里有微生物群落,火星土壤中却没有,而某些特定养分只能通过微生物来提供。

“种植农作物是太空探索和火星探测的重要项目。”郑永春介绍,从某种程度上来讲,《火星救援》等影片并非只是科幻,而是展现数十年后的现实世界。