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外星殖民的偏见——地面主义

1969年,科幻电视剧《星际旅行》有一集出现有趣的一幕:地球上造了一座飘浮于天空的城市,名叫思隹特斯(Stratus,意为云彩),城里居民优越感十足,瞧不起那些生活在地面上的人。这种偏见可称之为“天空主义”。

外太空殖民的“地面主义”

今天,现实中不少人积极倡导人类应该向外太空殖民,他们可能正受到与虚构的思隹特斯居民所持相反的偏见——“地面主义”的误导。即是说,只有当人类踏上另一个星球坚实的地面,能落脚在那里生活,殖民才有意义。

来举一个小小的例子,就知道人类其实是十足的地面主义者。不借助任何资料,不上网探索,你能答出乘坐阿波罗10号宇宙飞船前往月球的宇航员都叫什么名字吗?

1969年5月美国宇航局探索月球,发射阿波罗10号把宇航员斯塔福德、杨和塞尔南带到了月球轨道。在绕月飞行过程中,斯塔福德和塞南又乘坐代号“史努比”的登月舱,飞到离月球表面不到16千米的空中。他们详细考察、记录,为阿波罗11号登月做了大量准备工作。正是在此基础上,两个月后阿姆斯特朗和奥尔德林才成功登上了月球。无疑,斯塔福德和塞尔南的任务取得了巨大的成功,打破了当时的许多世界纪录。但是,他们没有踏上月球,没有在月球地面上行走,也没有在上面插国旗……似乎被世界遗忘了。

火星的地面主义不现实

将近半个世纪后,在地球之外建立人类殖民地——这一设想引起了热烈反响,甚至有人已付诸实施。不是那种类似国际空间站的地方,而是真正的殖民地,人类可以在那生活、繁衍并发展起来。美国亿万富翁马斯克目前正致力于在火星上建造一个人类聚居地,这一目标得到了许多不同组织,尤其是火星协会的认可。

若论人类对太阳系行星的探索,火星首当其冲,在上面所投入的任务、资源的数量远远超过对其他潜在殖民地的探索,比如金星、木卫二。若论文化中的星际元素,人类对这颗“红色星球”的关注有很长的历史。许多科幻类小说、电影故事都发生在火星上,在想象中的火星殖民地或火星任务中发生。事实上,人们也认为它很可能会发生。

2015年,科幻电影《火星救援》描述了人类在火星上执行任务时的场景。从科学上讲,这些场景都非常准确、真实,当然除了一件事,即现实版火星殖民中,开始时人类只能生活在深深的地下。生活在火星地下堡垒,将是未来人类殖民火星的真实写照,除非人类改造火星,使其环境地球化。从科学上讲,改造是有可能成功的,但需要几个世纪,因此最初几代殖民者都会生活在深深的地下。

殖民火星,除了辐射,还有更难突破的重力问题。在火星上,人的体重只有地球上的38%,这会引起骨骼、心血管系统和其他身体系统功能失调。若不解决,宇航员前往火星再返回地球会面临危险。即使解决,这种情况可能也会使火星不适合家庭移民,也不适合渴望在火星繁衍,创立宗族的人。一方面因为在火星上长大的人几乎不可能再到访地球,身体无法承受原来2.6倍的重力;另一方面是因为目前还不清楚在火星0.38G的重力环境下,人类的生育能力是否依然照常,怀孕是否还能正常进行。

另外,火星上还有其他问题。火星地面覆盖着一层含高浓度过氯酸盐的泥土,对人类和植物是有毒的,如果不清除将无法生存。虽然火星的低重力和稀薄的大气,对于升降宇宙飞船有利,但是无法提供适合人类生存的大气压,而且它还容易扬起灰尘,甚至刮起巨大的沙尘暴。

金星的天空主义更现实

因此,有少数人强烈地主张放弃火星殖民,当以金星取而代之。2003年,这一想法得到了正式考虑,美国国家航空航天局的兰迪斯发文,声称可以在金星大气层中建立殖民地,即飘浮的空中之城。

人们普遍认为,太阳系中最像地球环境的是火星,但这只限定在可见的火星地表环境(典型的地面主义)。但若换一个角度来看,或许金星更像地球。

金星大气层主要是二氧化碳和硫酸,温室效应非常显著,导致地表温度很高,能熔化铅(熔点327℃),像火炉一样。海平面大气压是地球上的92倍,曾有少量几个试图降落的俄罗斯探测器被压爆,而且爆炸后它们就因高温而熔化。诚然,若考虑地表,金星确实一点不适合殖民,但若放眼天空呢?恰恰由于大量二氧化碳气体,建造天空殖民地才更有可能。

准确地说,更像地球环境的是金星大气层约50~60千米高的地方。二氧化碳比氧气和氮气(构成我们呼吸的空气)重,主要集中在50千米以下的大气。这也意味着只要用普通的空气就可使飞艇上浮到距地面约50千米的高空,既可以摆脱地表的“火炉”,又能提供接近地球海平面的大气压。另外,相对金星整个大气层,这个高度也足够低,其上大气层还能抵御大部分太空辐射,使50千米高空的辐射和地球上的大致相当。

但也面临两大主要问题,一是温度。50千米高空的温度仍然有点高,大约是70℃。因此,为降低空调降温的电能消耗,飞艇内可充入一部分氦气代替氮气,从而上升到52.5千米高空,这里温度适宜,约是25℃。然而缺点是太空辐射增加,大气压力降低,因此最后可能会在50至52.5千米之间的某个高度进行折衷选择。

第二个问题是腐蚀。金星大气中含有大量硫酸,飞艇及空中殖民地的外层必须用特殊的工程材料制成,抵御硫酸腐蚀。

最后考虑到与地球的距离,金星仍比火星更有优势。利用化学推进器,人们乘坐宇宙飞船需100天左右到达金星,而到达火星则需150~300天。另外与火星相比,金星离太阳更近,能提供更多太阳能。

综合所有因素,金星可能更有利于外星殖民,只要人类能设计出防腐蚀的飘浮城市,并与宇宙飞船顺利实现对接。当然,也许更重要的是,人类需要克服“地面主义”的偏见心态。

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