这本书主要讲述了三个重点内容:
1.移民火星的深远意义
2.我们该怎么到达火星
3.我们该怎么在火星上生存
一.移民火星的意义
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,蕴藏着巨大的价值。以火星为基地开采这些小行星无疑更简单方便,而出于造价的考虑,这些原材料也不会被运回地球,而会在火星上就近加工,成为商品。
二、为什么去火星这么难?
虽然我们已经成功向火星发射过探测器,但过程很曲折,三分之二的火星探索计划都失败了。因为地球与火星的距离实在太过遥远,是地球与月球距离的140到1000倍。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。根据设想飞船需要先烧一次燃料,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,单程至少需要250天。遥远的距离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,需要宇航员和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。
三、以后我们能像买机票一样买去火星的票吗?
目前有能力登陆火星的宇宙飞船已经有两种:埃隆马斯克的太空探索技术公司“天龙号”和美国宇航局的“猎户座”。但是搭载飞船的火箭成本极其高昂,而其中燃料成本只占0.3%,如果人类能开发出重复使用火箭的技术,有机会把单次旅行成本从几千万美元降低到几万美元。马斯克的目标是像航空公司一样,建立一种单次运送数万乘客的常规机制。因为合适的发射时机两年才有一次,他计划每次能送出一个由大量飞船组成的舰队。
四、我们怎么在火星上生活?
人类生存需要水。人们需要用电钻等工具像开矿一样采集火星上的固态水,然后对其进行加热。如果采集固态水的方法失败了,我们还有一个备选方案,火星上的空气比地球干燥很多,但空气湿度在一天内的某些时间可能达到100%,我们可以从空气中收集水蒸气。
人类还需要氧气。我们可以通过电解水的方式获得氧气和氢气,氢气也是很好的火箭推进剂。但我们还可以从二氧化碳中获得氧气,这个设想已经由美国宇航局实现了。我们还需要在氧气中混入大量不与氧气发生反应、对人类也无害的惰性气体,比如氩气或氦气。
火星赤道附近的白天和黑夜都是12小时,白天足够温暖,人们可以在这里建立充气温室,利用太阳能调节温度,栽培植物。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。在移民活动早期,大部分食物还是会来自地球。
人类还要解决住所问题。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。
衣服也是一个问题。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。
五、火星能变得宜居吗?
让火星变得宜居的第一步是让火星变暖。这样便可以让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。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。
在改造火星的工程中,人类面临的最大难题并不是温度,而是空气。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。不过人类的技术进步是很快的,就算现在有些问题很难解决,我们也可以期待在未来一千年间出现新的解决方案。另外,我们还可以换一个角度解决人类适应火星的问题,那就是对人类的基因进行改造。
六.移民计划的最新进展
今年,埃隆马斯克对移民火星提出了新的规划: