想住在火星？氣凝膠是好辦法

[peter]

https://www.cnbeta.com/articles/science/868067.htm


如果人类想要移居火星，将不得不想出一些独特的方法，对火星环境加以改造。

一个国际科学家团队建议使用气凝胶——因其外观有时被称作“固态烟”，使火星地表变暖，从而可以支持生命并融化结冰的水。气凝胶是一种令人难以置信的轻质材料，已在地球上制造出来，目前NASA的火星探测器就利用它作为绝缘材料。

这项研究于星期一发表在学术期刊《自然-天文学》（Nature Astronomy）上，它基本上相当于在实验室中“制造了装在盒子中的火星”，在“火星”上方部署一层1英寸厚的气凝胶，模拟太阳光照在火星表面的情形

论文第一作者罗宾·华兹华斯（Robin Wordsworth）表示，“我们利用定制的太阳模拟器来再现照射在火星表面的太阳光光谱和强度。”华兹华斯和他的同事然后测量了温度以及通过气凝胶的紫外线辐射量。

他说，实验之所以这样构思，原因是现有的改造火星环境的想法似乎“很难实现”。相反，华兹华斯团队希望以更小的规模，在火星上复制地球大气层的效应，“地球大气层通过温室效应提高了地表温度，并通过臭氧层阻挡紫外线辐射。任何解决火星宜居性问题的方案，都必须至少做到这两方面”。

他们发现，薄薄的气凝胶层看起来就像是一片冻住的云。它可以阻挡紫外线辐射，但允许足够的可见光通过，把火星表面温度提升到高于水熔点的水平。这层气凝胶能够将温度升高50摄氏度（122华氏度）。

作为对实验室工作的补充，该团队还进行了计算机模拟，了解放置在火星冰沉积物上的气凝胶的表现。他们的研究结果表明，几乎整个火星年里。火星表面温度都可以达到“与地球相似的温度”—— 32至77华氏度，这将确保在火星上生活的人可以获得液态水。

这还有什么阻碍？是不是意味着我们就可以在火星上部署气凝胶层然后移居到火星了？

不是这么回事。该团队强调，如果要在不久的将来使火星宜居，还有一些哲学和伦理问题需要认真考虑，特别是如果目前火星上存在生命的话。如果我们开始把人送到火星上，不可避免的是，地球上的微生物也将“入侵”火星，可能会威胁火星上已有的生命。我们目前还不清楚火星上是否存在生命，但这是我们一直在努力回答的一个问题。研究团队指出，部署本研究描述的气凝胶保护层，不会对保护层之外地区的生命提供支持。

华兹华斯表示，继续进行计算机模拟工作的同时，他计划进行更多的实验室实验，以“探索更多的火星环境约束”。他们还计划在地球上利用与火星环境类似的场地进行研究，研究团队可以在实验场地测试气凝胶防护层的效果。

[peter]

想住在火星？氣凝膠是好辦法

https://www.tam.museum/astronomy/astronomy_detail.php?lang=tw&id=580

地球是太陽系目前唯一可居住的行星，但火星是否也能改造如地球一樣舒適？在1971年的一篇論文中，天文學家卡爾薩根（Carl Sagan）提出了一種改變火星使其更適合人類居住的想法。他建議包括蒸發火星北極的冰帽，以增加火星的稀薄大氣的厚度，並經由溫室效應提高溫度，最後使火星地表出現液態水。但研究人員計算此提議的模型，發現這方法的氣體總量不足以使火星適宜居住。因此，他們將重點縮小到區域範圍。在七月Nature Astronomy期刊上，一項新研究提出覆蓋以二氧化矽為材料的氣凝膠，可形成溫室效應，使火星部分區域適合人類居住。氣凝膠是世上最輕的固體之一，這種材料的空氣體積超過97％，擁有強大隔熱功能，號稱為固態煙霧（solid smoke），已應用在太空任務中。如2003年發射的火星探險車精神號與機會號，其電子儀器覆蓋氣凝膠以避免受到極端溫度變化的影響。
 
研究人員使用模型計算和實驗表明，只有2至3公分厚的氣凝膠就可以阻擋太陽的輻射，提高室內溫度，並還能使光線通過而為光合作用。因此這種材料製造的薄層可用於建造穹頂或生物圈，使其內部的溫度如地球。研究人員並提出，未來將可在如南極或智利等如火星嚴酷環境中測試。但這項提案還是有工程和道德上問題。科學家表示：如果要在火星表面建立提供生命的環境，就要確定那裡是否早已有生命，如果有，未來發展將難以掌握。