火星是最受地球人青睞的可移居的候選行星,。相比于火星,最接近太陽(yáng)的行星水星能否為人類提供更多的生存機(jī)會(huì),? 2016年5月9日,,水星再一次從太陽(yáng)和地球之間掠過(guò),距離上一次掠過(guò)已經(jīng)10年了,。對(duì)于地球人,,位于太陽(yáng)系最內(nèi)側(cè)的水星曾經(jīng)是一個(gè)謎,因?yàn)樗c太陽(yáng)非??拷?,時(shí)常被猛烈、刺眼的太陽(yáng)光淹沒(méi),,使得我們很難仔細(xì)觀察它,。 但太空時(shí)代的來(lái)臨改變了一切,尤其是美國(guó)宇航局發(fā)射的信使號(hào)探測(cè)器傳回的數(shù)據(jù)讓我們認(rèn)識(shí)到水星的一部分真面目,。而日本和歐洲航天局將于2017年聯(lián)合發(fā)射第3個(gè)造訪那里的探測(cè)器貝皮科倫坡號(hào),,對(duì)水星展開(kāi)進(jìn)一步的研究。 那么,,水星有什么為人類服務(wù)的潛能呢,?未來(lái)的人類又將如何利用它呢?在此之前,,我們得先來(lái)了解一下這顆距離太陽(yáng)最近的行星的基本特點(diǎn),。 這顆奇特的星球 直到19世紀(jì)60年代,,人們才確定水星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行一周僅需88個(gè)地球日,而1個(gè)水星日,,即水星的一天,,大致相當(dāng)于59個(gè)地球日。地球人每天都能看到太陽(yáng)從東方升起(日出),,可是水星的情況和地球則不太一樣,,“水星人”不是每天都能看到日出的。你知道這是為什么嗎,?那是因?yàn)樗请x太陽(yáng)太近了,,它是太陽(yáng)系中運(yùn)動(dòng)速度最快的行星,每自轉(zhuǎn)3周才是一次晝夜(地球自轉(zhuǎn)一周是一次晝夜),,因此假如你站在水星表面上任意一點(diǎn),,那就需要3個(gè)“水星日”(約176個(gè)地球日)才會(huì)看到一次日出。與此同時(shí),,水星每自轉(zhuǎn)3周時(shí),,正好公轉(zhuǎn)了2周,因此水星上的一晝夜,,等于水星的兩年,。 水星有很多類似于月球的特征:一顆無(wú)風(fēng)的小星球,其巖石組成的表面上布滿了許多凹凸不平,、大小不一的隕石坑,。但水星表面還有另外一個(gè)特點(diǎn)——有一種高低差達(dá)好幾千米的特殊斷崖地形,它們被稱為皺脊,。你可以把它們想象成蘋果干癟后表皮的褶皺,,這種地形只有水星上才能看到。 水星的重力會(huì)讓你感到驚訝,。雖然這顆行星的體積僅比月球大一點(diǎn),,但它的重力卻比月球大出1倍。人們猜測(cè)水星曾經(jīng)是一顆更為龐大的星球,,大小類似于地球,,有一個(gè)主要由鐵組成的內(nèi)核和一個(gè)巖石狀地幔。后來(lái)受到其他星球的大撞擊,,水星外殼和大部分地幔被碰掉了,,只剩下一個(gè)特大號(hào)的核心,由于僅剩的這個(gè)核心具有較高的密度,,因此它的重力比月球的大很多,。 如果你能站在水星上,看到的太陽(yáng)會(huì)是從地球上看到的約2倍大小,,再加上水星幾乎沒(méi)有大氣層,,因此白天水星上的太陽(yáng)輻射非常強(qiáng),中午的地面溫度能達(dá)到427°C,,足以將人熔化掉,,而夜間又沒(méi)有大氣來(lái)保溫,深夜的溫度將驟降到近-173°C,。 此時(shí),,你也許會(huì)問(wèn),水星的環(huán)境與地球相差甚遠(yuǎn),,除了能進(jìn)行科學(xué)探索和一些非常極端的太空旅游活動(dòng),,我們?yōu)槭裁催€要去水星呢?事實(shí)上,,水星所處的位置,,可能是太陽(yáng)系中最具太空戰(zhàn)略價(jià)值的位置之一。 獲取豐富的資源 首先,,如果我們離開(kāi)地球發(fā)展星際文明,,那么就得需要很多能源和原材料。 由于位置優(yōu)勢(shì),,水星接收到了大量的陽(yáng)光,,水星上1平方米范圍內(nèi)獲取的太陽(yáng)能相當(dāng)于地球上6平方米所獲取的太陽(yáng)能。另一顆經(jīng)常被吹捧為獲取資源的最佳候選星球之一谷神星(一顆矮行星,,位于火星和木星之間),,則需要60平方米。 至于原材料,,有人提議從地球上開(kāi)采,,但這種方法不但會(huì)破壞地球環(huán)境,并且從地球上提取材料再送到太空去的話,,運(yùn)輸費(fèi)用相當(dāng)昂貴,。因此,從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)講,,在太空中提取原材料更加劃算,。 那么,在太陽(yáng)系眾多星球中,,哪些才是開(kāi)采原材料的合適星球呢,?大家第一個(gè)可能會(huì)想到月球。不錯(cuò),,根據(jù)我們對(duì)月球的了解,,它的表面確實(shí)有鈣、鎂,、鉀,,甚至像鈦和鋁等重金屬元素,,人類當(dāng)然可以利用月球,但是月球的核心相對(duì)較小,,礦產(chǎn)資源的開(kāi)采深度最深可能只有1400千米,,也許很快就會(huì)被用光。相比之下,,水星的地幔中也有許多和月球一樣的原材料,,而且核心相對(duì)較大,也就是說(shuō),,水星擁有更大的原材料開(kāi)發(fā)潛力,。 此外,水星接收到的大量太陽(yáng)能可為采礦作業(yè)提供動(dòng)力,。將在水星開(kāi)采的礦產(chǎn)資源打包后,,利用太陽(yáng)能運(yùn)輸工具,可將它們送往太陽(yáng)系其他地方,。 建一個(gè)太空港口 想象一個(gè)太陽(yáng)帆,,很薄但很結(jié)實(shí),也許是用水星上的鋁制作而成的,。當(dāng)陽(yáng)光照到太陽(yáng)帆上,,就會(huì)產(chǎn)生一種推力,也就是太陽(yáng)帆行駛需要的動(dòng)力,,使其得以飛行,,然后帶動(dòng)載人航天器飛往其他星球。 在地球,,800米寬的太陽(yáng)帆將得到約5牛頓的光壓力,,相當(dāng)于美國(guó)宇航局黎明號(hào)探測(cè)器(去往谷神星的探測(cè)器)使用的離子推進(jìn)器產(chǎn)生的力。顯然太陽(yáng)帆越接近太陽(yáng),,獲得的推力就越大,。在水星那里,直徑不到400米的太陽(yáng)帆就能得到相同的推力,。 1984年,,美國(guó)物理學(xué)家和科幻小說(shuō)家羅伯特·福沃德在他的小說(shuō)中,就曾提出一種圍繞著水星的推進(jìn)系統(tǒng),。福沃德的推進(jìn)系統(tǒng)是一套激光站,,總共1000個(gè),每個(gè)寬30千米,,它們將捕捉到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成總功率約1300太瓦的激光束,,總量相當(dāng)于地球獲取的總太陽(yáng)能量的1%,來(lái)推動(dòng)太陽(yáng)帆航行。 如果你想乘坐太陽(yáng)帆去往海王星,,你可以先造訪水星,,因?yàn)樗蔷嚯x太陽(yáng)最近,可以使太陽(yáng)帆獲得更大的推力,,從而獲取更大的加速度,,使你能快速向海王星飛去。這樣看來(lái),,水星有一天可能會(huì)成為太陽(yáng)系的“造船廠”和中轉(zhuǎn)“加油”的主要港口。 除了將水星打造成太空港口,,水星的未來(lái)還能有更大的奇跡嗎,?我們能不能把它變成另一個(gè)地球? 水星地球化的優(yōu)勢(shì) 假如有一天地球不能再居住,,人類的一個(gè)選擇是在太陽(yáng)系內(nèi)復(fù)制出另一顆“地球”,。此時(shí),我們通??紤]的是火星,。火星的軌道與地球相似,,日長(zhǎng)也差不多,,還擁有一些必要的生存物質(zhì),比如水和碳,。目前,,火星是太陽(yáng)系內(nèi)的最佳選擇。 但如果將火星排除在外的話,,還有其他候選星球嗎,?科學(xué)家也考慮過(guò)谷神星和月球。不過(guò)太陽(yáng)系的另一顆行星——水星其實(shí)也有一些自然的優(yōu)勢(shì),,例如,,表面重力較強(qiáng)。地球有著厚厚的大氣層,,而像月球,、谷神星、水星等星球,,大氣層非常稀薄,,因此如果要將它們改造成另一顆“地球”,就要將類似地球的大氣“進(jìn)口”到該星球上,。相比谷神星,、月球等候選星球,水星具有更強(qiáng)的表面重力,,能留住更多“進(jìn)口”的大氣,,因此它會(huì)更像地球,。 但是水星離太陽(yáng)那么近,人類該怎么在如此猛烈的陽(yáng)光下生活呢,?有人計(jì)算過(guò),,如果將水星白天改造成地球白天那樣,那么水星至少要減少平時(shí)所接收陽(yáng)光的84%,。于是人們想出了一個(gè)辦法,,利用一臺(tái)巨大的偏轉(zhuǎn)鏡——跟水星本身差不多大的一面遮陽(yáng)板,也許就能夠擋住強(qiáng)烈的陽(yáng)光,。 水星上的晝夜溫差將近600°C,,如此之大的溫差,你也許會(huì)認(rèn)為人類永遠(yuǎn)不可能在水星上生活,。但是,,通過(guò)觀測(cè),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水星的兩極有一些環(huán)型山,,太陽(yáng)永遠(yuǎn)照耀不到那里,,黑暗的陰影區(qū)可能存在冰層——這是信使號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的一個(gè)奇跡,冰層規(guī)模大約有100千米寬,。這些冰也許是未來(lái)殖民者的生活必需品,,人類有機(jī)會(huì)利用兩極的冰以及人工的保溫裝置,制造出人造的移民環(huán)境,。 |
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