导航切换
当前位置: > 极速时时彩有什么技巧 >

为什么说人类永远都无法殖民火星?

浏览:165 日期:2019-08-17

  神译局是旗下编译团队,重视科技、商业、职场、日子等领域,要点介绍国外的新技能、新观念、新风向。

  

为什么说人类永久都无法殖民火星?

  有关人类很快就能在火星上树立起富贵、永久的殖民地的说法,被咱们傍边的许多人以为是天经地义的作业。可是,这个崇高的愿景没有认识到一点,即等候那些想要永久寓居在火星上的殖民者的,即便不是难以处理的应战也是一个巨大应战。除非咱们的大脑和身体能从底子上习惯恶劣的火星环境,不然赤色星球将永久不受人类约束。

  火星是在整个太阳系中离咱们地球最接近的,这一点无须多言。

  赤色星球是一个冰冷,没有生命的当地,那里的大气比地球的大约要淡薄100倍。火星上存在的微量空气主要由有毒的二氧化碳组成,这关于维护外表免受太阳的有害射线影响的效果很小。火星上的气压十分低;只要600 帕斯卡,仅为地球的0.6%。你还或许会暴露在太空的真空中,导致严峻的曲折方法——包含肺部决裂,风险的皮肤和身体安排肿胀,终究乃至导致逝世。空气淡薄也意味着地表的热量无法保存。火星的平均气温为-63摄氏度,最低可达-126摄氏度。比较之下,地球有记载的低温度是1982年6月23日的-89摄氏度(南极洲沃斯托克科考站)。一旦气温低于-40度,穿衣不得当者在5到7分钟之内即有或许得低体温症。

  那种以为咱们很快就能树立起数百或数千人寓居的殖民地的主意纯属无稽之谈。

  火星的质量也比咱们普遍以为的要少。这个赤色星球上的重力只要地球的0.375倍,这意味着一个在地球上重180磅人在火星上称才有68磅左右。虽然这听起来如同很有吸引力(编者注:瘦身效果很棒),但这种低重力的环境从长时刻看或许会对人类的健康构成严峻破坏,并或许对人类的生育才干发作负面影响。

  可是,虽然存在这样或那样的种种问题,但这种以为咱们很快就能够轻松地在火星上树立殖民地的主意仍然处处盛行。SpaceX CEO 埃隆·马斯克估量咱们最早可在2050年代殖民火星,而威斯敏斯特大学教授,天体生物学家Lewis Darnell的估量更为保存一点,称“许多人群搬到火星自给自足的城镇上日子”大约还需求50到100年。阿拉伯联合酋长国的方针是到2117年制作一座具有60万居民的火星城市,这是对未来的一个愈加雄心壮志的愿景之一。

  

为什么说人类永久都无法殖民火星?

  插图:苏联艺术家Andrei Sokolov (1960年代中期)

  可悲的是,这些实际上底子便是科幻小说。虽然毫无疑问,人类终将莅临火星,乃至树立一两个基地也不是不或许,那种以为咱们很快就能树立起数百或数千人寓居的殖民地的说法纯属无稽之谈,并且全然否定了这样一种远景所构成巨大的应战。

  航天工程师前驱Louis Friedman是行星协会的联合创始人,也是《Human Spaceflight: From Mars to the Stars(载人航天飞翔:从火星到星星)》一书的作者,他将这种毫无依据的热心比作20世纪40、50年代时提出的那些未被完成的愿景。

  Friedman说:“ 其时,像《群众机械》和《群众科学》等杂志的封面故事展现的是海洋之下和南极区域的殖民地。” 他说,这给人的感觉是人类会找到一种办法来占据地球的每个旮旯,不管这项使命是多么的具有应战性或许那当地是多么的不合适寓居。”但这种情况并没有发作。咱们偶然会访问一下南极洲,咱们乃至在那里还有一些基地,但仅此而已。在海洋之下的情况乃至愈加糟糕,人类能做点作业,可是是十分十分少的‘一点’。” 至于说着这些环境下的人类殖民地,其实没多少。事实上,底子就没有,虽然咱们能够相对轻松地完成这一方针。

  在人类登月成功之后,Friedman说他和他的搭档对未来一度十分达观,他们信任“咱们会做越来越多的作业,比方在火星和月球上制作殖民地”,但“事实上,不管不管是阿波罗计划,航天飞机计划,仍是国际空间站,并没有一个载人航天飞翔计划”为殖民火星打下了必要根底,比方说制作所需的根底设施,找到安全可行的获取食物和水的办法,平缓辐射、低重力等有害影响的问题。他说,与其他领域不同,载人航天飞翔的展开, “现已阻滞了。” Friedman赞同咱们有或许在火星上树立基地,但“前史依据”标明,在可预见的未来,殖民火星是不或许的。

  来自佛罗里达大学的神经科学家Rachael Seidler 说,今日的许多人都没有意识到在赤色星球上保持一个殖民地有多么困难。

  这个进程至少需求数千年。

  Seidler是研讨运动学习以及微重力对宇航员影响的专家,她说:“咱们愿意对殖民火星的主意持达观态度,但这听起来有点像幻想计划。许多人喜爱用咱们不应该让实际约束自己来看待这件作业,但有必要看到,这个计划有许多潜在负面的生理学结果。”

  Seidler说,NASA和其他太空组织现在正在尽力拟定和测验针对在火星上日子的各种负面影响的对策。比方说,国际空间站上的宇航员会遭受许多肌肉丢失和骨质疏松的问题,他们就得测验通过在太空中进行力气和有氧练习来抵消这种影响。至于由此导致的负面健康影响,不管是长时刻停留在国际空间站上仍是长时刻日子在火星的低重力环境中所带来的负面影响,Seidler 说“咱们还没有”相应的医治计划。

  在他的最新作品《On the Future: Prospects for Humanity(关于未来:人类的远景)》中,国际学家和天体物理学家Martin Rees用适当扼要的风格解说了火星的问题:

  到2100年,寻求影响的人......或许现已到火星,或许或许是小行星上树立起独立于地球的“基地”。SpaceX的Elon Musk(1971年出世)说他想死在火星上——但不是撞死。可是,不要盼望会呈现从地球的大规模移民。在此,我要激烈对立马斯克和我已故的剑桥搭档斯蒂芬·霍金,他们热衷于要敏捷树立其大规模的火星社区。以为太空能够脱节地球的问题是一种风险的幻觉。咱们有必要在这里处理这些问题。应对气候改动看起来或许令人生畏,但与对火星的改造(地球化)比较,那简直是不费吹灰之力。咱们的太阳系里边没有一个当地能够供给像南极或珠穆朗玛峰顶那样的环境。关于寻常讨厌风险的人来说,“B星球”并不存在。

  实际上,有一整个地球化的问题需求考虑。科学家所谓的地球化,指的是对星球进行地球工程以合适人类及其他生命寓居的假定远景。关于火星来说,这意味着要向其大气中注入氧气和其他气体以进步地表的温度和气压,还有其他的干涉办法。殖民火星的支持者有一个一起的观点,那便是这将让咱们打开将该星球转变为宜居情况的进程。许多科幻作家现已着墨描绘过这一景象,其间就包含金·斯坦利·罗宾逊(Kim Stanley Robinson)闻名的《火星三部曲》。但正如Friedman所说那样,“这个进程至少需求数千年的时刻。”

  普渡大学行星科学助理教授布里奥尼? 霍根(Briony Horgan)标明,把火星地球化便是白日梦,这种远景“远远超出了咱们行将具有的任何技能的才干领域。”

  

为什么说人类永久都无法殖民火星?

  屏幕截图:仍来自《国际威龙》(1990)

  提到火星的地球化,还需求考虑物流的问题,以及勇于展开这样一个跨代代项目的地球工程师可用的资料。在2018年宣布在《天然》杂志的一篇论文中,来自科罗拉多大学的Bruce Jakosky 和Christopher Edwards妄图了解一件作业,那便是需求多少二氧化碳才干将火星上的气压添加到人类能够不穿增说服就能在其地表作业,以及将温度进步到能够让液态水在地表留存的程度。Jakosky 和Edwards得出的结论是,火星上底子没有满意的二氧化碳来进行地球化,未来的地球工程师有必要以某种方法注入所需的气体才干做到这一点。

  需求清晰的是,地球化未必不或许,但所需的时刻窗口和技能现已排除了在可预见的未来在火星上维系一个大型的、充满活力的殖民地的或许性。

  在此之前,一个未地球化的火星关于冒险的前驱来说将是一个歹意环境的情况。他们首先要搞定激烈的辐射,这将会使殖民者面对继续的健康担负。

  Horgan说,殖民火星面对多严峻应战,暴露在辐射之下便是其间之一。她说,这是个“包含那些在SpaceX的人在内的许多人都没有考虑得很清楚的问题。” 她说,日子在地下或有维护罩的基地或许是一种挑选,但咱们有必要预期到,跟着时刻的推移,癌症发病率将会“添加一个数量级。”

  Horgan说:“辐射防护只能做到这样了。咱们能够量化大约一年时刻左右的风险,但超长时刻的风险不能量化。问题是你不能永久呆在那里[即地下或基地]。一旦你到外面去做任何作业,你就会陷入困境。”

  Horgan征引了《天然》杂志最近的一项研讨,上面说火星上的辐射比咱们幻想的要糟糕得多,并弥补说“咱们还没有长时刻的处理计划,除非你想冒得辐射病的风险。”依据触摸程度的不同,过度的辐射会导致皮肤灼伤、放射病、癌症以及心血管疾病。

  关于咱们能够在火星上发明人工环境(不管是拱形结构仍是地下建筑)的这种说法,Friedman原则上标明赞同。他说,辐射的问题有能够处理的或许性,“但其问题仍然很严峻,从某种意义上来说,那是反人类的。”

  在火星殖民地的日子会很凄惨,咱们会被逼日子在用人工照明的地下基地,或许日子在遭到紧密维护的地上站内,很少会进入到野外。日子在这个关闭的环境下,进入到地表的时机有限,因为或许会导致与室内共同日子相关的其他健康问题,如抑郁症,缺少影响的无聊,无法会集注意力,视力欠安和高血压等——更不用说跟大天然的彻底脱节了。和国际空间站相同,火星栖息地也很或许是一个微生物沙漠,只能包容保持健康的人类微生物组所需的一小块细菌样本。

  另一个问题与动机有关。正如Friedman从前所指出那样,咱们看不到殖民者在南极洲或海底日子,那么为什么咱们要期望咱们想日子在一个愈加令人不愉快的当地呢?那种当地似乎是日子在地球上的一个糟糕的替代品,并且显着也是日子质量的严峻让步。乃至咱们能够十分有力的证明,关于期望在火星上繁殖子孙的火星殖民者家庭来说,这几乎是严酷的挑选。

  并且这假定的是人类能够在火星上繁殖,但这仍是个悬而未决的问题。抛开辐射对发育中的胎儿的有害影响,在在最小重力环境下日子还需求考虑概念问题。咱们不知道精子和卵子在火星上会怎么举动,也不知道怀孕的第一个要害阶段将怎么进行。最重要的是,咱们不知道低重力会怎么影响母亲和胎儿。

  Seidler 是人体生理学和运动学的专家,她说说人类在火星上的怀孕问题仍是个未解之谜。她解说说,发育中的胎儿因为重力较低而很或许会处在子宫的高位,然后压榨到母亲的横膈膜,令母亲难以呼吸。低重力也或许会“混杂”妊娠的进程,推迟或搅扰胎儿发育的要害阶段,比方说胎儿在第39周的入盆。在地球上,骨骼、肌肉、循环系统以及人体生理学的其他方面都是在对立重力的进程中构成的。或许人体能够习惯火星的低重力情况,但对此咱们底子毫无条理。人工子宫或许是一种或许的处理计划,但相同地,这也不是咱们很快就能得到的东西,也不能处理与胎儿发育有关的低重力问题(除非将人工子宫置于离心机中来模仿重力)。

  有充沛有力的依据标明,在咱们有更多了解之前,任安在火星上生育的妄图都应该被制止。在跟自己的最近间隔也有3400万英里的星球上履行这样的一项方针彻底是另一个问题,虽然咱们期望火星社会不会倒退到无法无天,彻底无视公共安全和既定的品德规范的情况。

  关于其他的殖民者来说,火星的低重力长远看或许导致严峻的健康问题。研讨标明,宇航员参加长时刻使命假如继续时长超越一年,就会表现出令人不安的症状,其间包含骨骼疏松和肌肉丢失、心血管问题、免疫和代谢紊乱、视力妨碍,以及平衡和感觉运动问题,还有许多其他健康问题。这些问题或许不像在火星上的阅历那样严峻,再次地,咱们对此还不知道。或许通过五年或十年、二十年不断地暴露在低重力环境下之后,相似的引力相关疾病才会呈现。

  Seidler对微重力影响的研讨标明,这存在显着的或许性。

  她说:“是的,因为其部分重力环境问题,在火星上会呈现生理和神经的改动,现在尚不清楚这些改动是否会在某些时分到达安稳水平。我的作业标明,在微重力情况下,头骨内的大脑会向上移动,部分区域的灰质会添加,而别的一些区域则会削减,大脑的白质内部会发作结构性改动,而液体物质会向向头顶上方活动。

  Seidler 说,这些改动傍边一部分会跟着暴露在微重力环境的继续时刻(2周至6个月)而扩展,但她还没有研讨过更长的时刻。

  

为什么说人类永久都无法殖民火星?

  插图:Philip K. Dick,《火星人的韶光倒转》封面。(1964年,Ballantine Books)

  她说:“其间一些影响终究有必要到达安稳水平——比方说,头骨可包容的液体量存在着结构性的约束。而神经系统的习惯性十分强。哪怕感官输入有所改动,它仍能够“学习”怎么去操控微重力环境下的运动。但相同地,现在还不清楚上限在哪里。”

  她说,跟微重力环境比较,日子在部分重力环境下的影响或许不会那么严峻,但在任何一种情况下,不同的感觉输入都会进入大脑,但那种方法必定不像以往重力环境下所进行那样。这有或许会导致平衡感变差,运动功用受损,但研讨也标明,在微重力环境下,宇航员终究仍是能够习惯的。

  Seidler 说:“咱们对微重力环境和部分重力环境对人体生理的影响还有许多问题没有处理。咱们还不了解安全或健康方面的影响。还有更多作业要做。”

  阅历了长时刻太空举动的宇航员在回来地球的头几天都会过得很困难,会呈现厌恶、头晕和衰弱等情况。一些宇航员,如NASA的Scott Kelly,会感觉像是换了一个人,认知测验得分会下降,基因功用发作改动。NASA的Scott Wood的作业标明,宇航员的康复时刻与使命的时长成正比联系——使命时刻越长,康复的时刻越长。令人不安的是,咱们还没有暴露在微重力环境下超越一年以上的数据,而数年乃至数十年暴露在微重力环境下对对人体的影响更是悬而未决的问题。

  考虑到这一点,火星殖民者怎么重返地球也是个未解之谜。这其实有或许是一段严酷的阅历,尤其是在阅历了这么多年的部分重力环境之后。在火星上出世的孩子(假如有或许的话)或许永久也无法再访问回自己的物种来历的那个星球。

  这些还仅仅咱们以为或许会成为问题的健康问题。或许还存在许多其他问题,导致一些影响咱们的大脑、身体和心情健康的火星相关疾病。在火星上的人类寿数或许远远低于在地球上的寿数,不过再次地,对此咱们底子就不知道。

  终究,还需求考虑日常的生计问题。对食物和水等根本资源的有限获取,或许会进一步约束殖民地展开和昌盛的才干。

  Horgan说:“树立起安稳的资源来供很长一段时刻的日子是有或许的,但做到这一点会很困难。咱们期望离水和水冻冰块很近,但为此咱们有必要走很远的当地。可是你越往北走,地表的条件就越困难。冬季很冷,阳光也变少了。”

  

为什么说人类永久都无法殖民火星?

  插图:NASA

  殖民者还需求安稳的食物来历,并想办法让植物远离辐射。火星上的风化土壤是有毒的,含有风险的高氯酸盐化学物质,因而也需求防止。为了栽培庄稼,殖民者或许会制作地下水培温室。这种温室需求专用照明,专门为火星规划的转基因植物和许多的水,而后者难以在火星上收集。

  Horgan 说:“咱们并没有意识到这有多杂乱。光是考虑殖民地树立成什么姿态才干满意咱们对安全的要求便是一个巨大的应战。”

  或许存在针对这些问题的技能处理计划,医治火星特定疾病的医疗干涉手法也不是不或许。但相同,这些咱们不大或许在短时刻内搞定。即便咱们制订出针对日子中火星上的人的医治计划,这些干涉办法的效果规模也或许有限,患者或许会需求不断的护理和重视。

  正如Martin Rees所指出的那样,火星和其他太空环境“对人类天生就怀有歹意”,但相同就像他在书里所写那样,

  [咱们](以及咱们在地球上的子孙)应该为英勇的太空冒险者加油打气,因为他们将在带领后人类未来和确认二十二世纪及今后发作的作业方面发挥要害效果。

  所谓的后人类未来,Rees指的是这样一个假定中的未来年代,在这个年代里,人类阅历了广泛的生物和神经机械学上的修正,使得人类不再被归类为人类。因而,虽然普通的智人仍然无法进入火星,但赤色星球对那些勇于篡改自己及其子孙的人是大门打开的。

  一个或许的处理计划是从底子上篡改人类的身体,使得火星殖民者特别习惯在赤色星球上的日子、作业和生育。正如Rees在《关于未来》中所写那样:

  因而,因为他们会不习惯自己新的栖息地,相关于在地球的咱们,探险家前驱有更激烈的动机去从头规划自己。他们会使用在未来几十年内展开出来的超强遗传和机器人技能。咱们期望,这些将在地球大将遭到审慎和品德上的严厉监管的技能,会对火星上的“定居者”网开一面。咱们应当祝福他们在改造自己的子孙以习惯外星环境方面获得好运。这或许是分解出新物种的第一步。基因改造还将得到机器人技能的助攻——实际上,或许会过渡到彻底无机的智能。所以,正是这些在外太空飞翔的冒险家,而不是咱们这些习惯地球日子的人,才会成为后人类年代的前锋。

  事实上,改造人类使其习惯火星日子将需求激烈的改动。

  咱们的DNA有必要专门定制,这样才有在火星上健康长寿的或许性。这种改造包含对肌肉、骨骼和大脑健康进行永久性的基因调整。这些特征能够变成具有遗传性,这样火星殖民者就能够将这些特征传递给他们的子孙。在生物学不能担任这项使命的情况下,科学家还能够使用神经机械学来增强,比方使用人工神经元或能够抵挡风险的紫外线的组成皮肤。纳米技能以分子机器的方法供给药物,履行修正作业,并消除呼吸和进食的需求。总的来说,这些改动将导致一种全新的人类物种——也便是特意为火星打造的物种的诞生。

  组成生物学家和遗传学家Craig Venter以为这存在着显着的或许性——并且是一个诱人的远景。Venter在2010年的NASA活动上曾宣布过宗旨讲演,他说,“为了长时刻太空飞翔,或许还包含殖民其他国际而规划生物体,乃至规划人自己——没有太多东西能像这样能激起我的幻想力。”

  就像其他一些处理计划所提出那样,这很难,也不会很快发作。乃至或许都不会发作。这让咱们想到了一个令人懊丧的远景:咱们或许会被困在地球上。

  为了长时刻太空飞翔,或许还包含殖民其他国际而规划生物体,乃至规划人自己——没有太多东西能像这样能激起我的幻想力。

  正如Friedman所指出的那样,这带来了一些适当沉重的存在主义和哲学启示。他说,假如人类无法去到火星,那就意味着咱们注定要成为“独一的行星物种”。更重要的是,这标明外星文明或许跟咱们在同一条船上,“才智生命扩张到整个国际中的或许性会变得十分十分昏暗。”

  Friedman说:“假如咱们无法去到邻近的一个有大气层、水以及安稳外表的行星上(原则上来说咱们应该是能够做到的)那咱们必定去不到更远的当地。但假如咱们注定要成为单一的行星物种的话,那么咱们就需求在心思和技能上认识到咱们将只能在地球的规模内日子。”

  说得好。咱们终究或许成为一种行星间或跨星际的物种仍然是一个悬而未决的问题。咱们有必要尽力使这个未来主义的远景成为实际,但在此之前,咱们有必要保证地球——咱们所知道的仅有可寓居的行星——仍然如此。

  译者:boxi。