文章日期 : 2016年11月4日

「地球很危險 快點回火星」 移民火星 生活過得好嗎?

【明報專訊】「2027年我們要在火星居住。」荷蘭太空組織「火星一號」行政總裁Bas Lansdorp如是說;太空探索技術公司「SpaceX」亦正研發太空船,計劃2024年送人上火星定居;最近美國總統奧巴馬更矢言,2030年代送人安全往返地球與火星,移民火星夢似乎指日可待。

火星的生活會如何?電影《少林足球》有句經典對白,「你快點回火星吧,地球是很危險的」,但對人類來說,火星亦充滿各種危險。火星居民如何解決沒有大氣層保護、平均溫度零下63℃、氧氣不足,還有缺乏食物和水源的問題?近年有很多關於火星的新聞,了解火星及太陽系其他行星之後,反思地球的種種宜居條件,更覺地球的可貴。

殖民外星,何以火星最多人談論?李文愷解畫﹕「木星、土星、天王星、海王星,主要為液體和氣體,沒有地面,不可能居住;金星雖然大小和軌道與地球相似,但有很厚的大氣層,絕大部分是二氧化碳,有極端的溫室效應,地面氣溫高達攝氏四百多度,加上氣壓高,莫說居住,連探測也不容易;火星在太陽系行星和衛星中,與地球最類似。」

24人先鋒 2026出發

然而殖民火星,仍要解決輻射、空氣、食物和食水供應等問題。而科學家最關心的課題之一,是火星以前或現在有沒有生物?「未答到這個問題之前,人類移居或會破壞他們的生態。」李文愷說。

火星一號(Mars One)早前公開招募,從20萬名申請者中挑選24名宇航員,首批宇航員暫定2026年底出發。此次為單程旅程,即參加者有去無回。李文愷解釋,如何送人安全往返火星和地球的技術還在研究階段,「火星表面引力低於地球,太空船由火星返回地球所需燃料相對較少,但去到火星,要有燃料和技術將太空船發射回來是一大難題」。

火星荒涼、寒冷乾燥、空氣稀薄、輻射量高,首批前往的冒險者固然面臨種種危險;即使是繼後到來的火星移民,新生活仍充滿挑戰。當中包括:

活在火星6大挑戰

1. 薯仔大豆充飢

火星氣溫低、輻射高,新鮮蔬果必須在溫室種植,設施要能阻隔輻射。火星移民要有心理準備,可能經常吃薯仔、大豆、小麥、番薯等農作物,因它們含豐富碳水化合物或蛋白質,而且易種。

美國太空總署(NASA)研究以水耕種植的模式來耕作。火星陽光亦不足夠,平均日照強度僅是地球的43%左右,很多植物都無法生存。國際太空站上現在使用高效能的藍、紅色LED燈,讓植物進行光合作用,這也是NASA現在認為在火星耕種的最有效方式;太空人的尿液也會用來施肥。

2. 鹽水汗液尿液 蒸餾飲用

去年9月,NASA宣布找到有力證據,證明火星表面有流動鹽水,比地球海水更鹹。如果有蒸餾設備,或可從火星地表的鹽水蒸餾出飲用水。此外,國際太空站使用的淨水系統,能收集、過濾並蒸餾空氣中的水分、汗液與尿液,高效率回收加上蒸餾火星表面水,或可紓緩飲用水不足的問題。

李文愷補充,「過去的火星表面應該有好多液態水,因一些地理現象需要有水才會產生。如果表面有液態水,代表火星早前應該有大氣層,亦可能有生物存在,科學家也不排除現在火星地底有生物」。

3. 輻射高300倍 出門穿太空衣

居住火星,不可能穿上輕便衣服出門。「在火星,最大危險是輻射。」李文愷說。地球有大氣層過濾輻射,但火星大氣層稀薄,輻射量比地球高300倍。而且火星氣壓低、氧氣稀薄、溫差大,在室外活動必須穿上太空衣,建築物也必須阻隔輻射影響。

4. 太陽能效率低 慳住用電

在火星居住所用到的高科技,如製氧機、淨水系統等,統統都要電力。電力或能源從何而來?火星有化石燃料的機會不大 ,而且陽光強度不足,亦有沙塵暴,因此太陽能板效率不穩定。放射性同位素熱電發電機(Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG)是一種供電選擇,通過利用「鈈-238」在衰變過程中的熱力轉化為電力。

此外,李文愷表示,「有人提議將火星的地下水,分解成氫和氧,然後變做燃料。人類登陸前先運送相關儀器往火星,機械操作開始製造燃料,人類去到火星便有燃料使用,並有機會返回地球」。

在火星,所有資源變得珍貴,不能浪費。

5. 日夜溫差大 平均-63℃

火星一年中最高氣溫30℃,最低零下140℃,平均溫度零下63℃。大氣層能平衡白天和晚間的溫度,但火星的大氣層很薄,令晝夜溫差很大。李文愷補充,「我們經常說溫室效應帶來暖化問題,如果地球沒有溫室效應,平均溫度是零度以下,只是現在人類活動令全球暖化加劇。火星要增加大氣層厚度和溫室效應,溫度才能達零度以上」。

6. 最大敵人……悶!

在火星居住,要忍受與世隔絕,還得抵受不能回到地球的心理壓力。

NASA早前資助為期一年的模擬火星生活計劃,以探究未來執行火星任務的太空人的行為與生存能力。選址在土壤最接近火星、寸草不生的夏威夷冒納羅亞火山(Mauna Loa),參加的三男三女擠在一座直徑11米、高6米的穹頂建築物內生活,各人只有一個睡袋和一張桌子,糧食有芝士粉和吞拿魚罐頭等,外出要穿太空衣。有女參加者「出關」後表示,「最大敵人是沉悶」。

■知多啲:地球獨特 月球造就穩定四季氣候

地球與太陽的距離適當,又有厚度適中的大氣層,令地球表面溫度達攝氏零度以上;加上有液態水存在,能孕育生物。

此外,地球因有衛星月球,令地球的自轉軸維持傾斜23.5度,因此有四季變化。當地球繞着太陽轉的時候,有些時間北極會面向太陽,北半球曬到的太陽較多,這是夏天;南極這時背向太陽,南半球天氣較冷,是冬天。

李文愷表示﹕「火星像地球一樣會自轉,但自轉軸會不斷改變,令四季變得極端。」

50億年後太陽死地球被吞噬

有人認為,人類為了生存,終有一天必須離開地球。李文愷解釋﹕「太陽發光發熱,是因為在核心溫度和壓力夠大,有熱核反應,將氫氣變做氦氣,50億年後當氫氣耗盡,太陽便會死亡,過程中太陽會突然膨脹,地球很可能被吞噬,或溫度高得不能讓生物生存。」

■今期專家:李文愷博士

(香港大學地球科學系及物理學系副教授)

文:李佩雯

圖:網上圖片

編輯:屈曉彤

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