火星一直以來都作為人類潛在的“第二家園”而吸引著大眾的目光，然而，我們是否忽略了觀測金星會(huì)給我們帶來什么？

時(shí)至今日，總共有11個(gè)機(jī)器人執(zhí)行過探索火星的任務(wù)，這其中包含了對軌道的探索，著陸的探索，以及漫游的探索。作為太陽系內(nèi)第二個(gè)宜居星球，這些探索任務(wù)試圖解開一些關(guān)于火星過去的關(guān)鍵問題——其中最重要的是，火星在過去是否存在過生命（或者現(xiàn)在仍然存在生命?。?/p>

這些任務(wù)致力于在這短短幾年內(nèi)取得重大進(jìn)展，并且在接下來的幾十年里完成載人飛行任務(wù)。

在這些基礎(chǔ)之上，有的人希望在火星上創(chuàng)造新家園，這將可以為人們在火星上長期居住提供條件，甚至?xí)纱苏Q生火星人。

這種猜想引出了一系列問題，諸如火星的環(huán)境，還有人們是否真的可以適應(yīng)在那里長期居住。雖然有一些策略可以在短期內(nèi)保證飲食，水源，居所，還有阻擋輻射等問題，但也有一些人認(rèn)為，要想長期的居住在火星上，還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳鷳B(tài)工程——又稱為外星環(huán)境地球化。

也許通過一些努力，火星確實(shí)可以配得上它的另一個(gè)名字：“地球的雙胞胎”。但是在我們聚焦人類移居火星的同時(shí)，我們似乎忽視了地球的另一個(gè)鄰居。以地球的“姊妹星球”聞名的金星，有許多理由可以成為人類長期居住的最優(yōu)選項(xiàng)。

但是有什么優(yōu)勢是地球的“姊妹星”可以提供而“地球的雙胞胎”提供不了的呢？事實(shí)證明，如果我們愿意開展這項(xiàng)工作，我們確實(shí)可以得到一些優(yōu)勢。提前向羅伯特·祖布林、詹姆斯·洛夫洛克和埃隆·馬斯克道歉，讓我們復(fù)習(xí)一下他們分別是什么：

1、火星上的生活

除了地球之外，火星是太陽系內(nèi)最適合居住的行星。正因如此，我們目前探尋外星生命的注意力都集中在這里。盡管如此，最可能成為下一個(gè)宜居的星球并不等價(jià)于火星是生命的搖籃。

圖片來自：NASA/JPL加州理工學(xué)院/康奈爾大學(xué)/亞利桑那州立大學(xué)。

首先來說，火星表面的平均溫度大概在-81華氏度（62.7攝氏度）左右，比起地球的地表平均溫度，57.2華氏度（14攝氏度）來說是非常低的。而且火星表面不同地方的溫度差異也十分大，溫度差異涵蓋了從夏季赤道的68華氏度（20攝氏度）到冬季極地的-243華氏度（-153攝氏度）。

火星上的空氣是由大量二氧化碳（96%）以及微量的氬、氮和水蒸氣組成的有毒氣體，并且大氣壓強(qiáng)還不到地球的百分之一。所以比起有毒來看，更重要的是火星上的空氣稀薄到我們根本沒有辦法吸入。

還有輻射的問題。在地球上，居住在發(fā)達(dá)國家的人們平均每天要接觸的輻射量為0.17毫希弗，一年接受的輻射總量為62毫希弗。但是，火星表面一天的輻射量大概在0.73毫希弗，一年大約有266毫希弗。這個(gè)強(qiáng)度相當(dāng)于是地球的四倍，如果是在太陽的活躍期，結(jié)果會(huì)更糟。

最后，還有重力的問題。在地球上，所有陸地上的有機(jī)體都進(jìn)化自同一種環(huán)境，那就是物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)其重力加速度都是32英尺/ s2（9.8m/ s2）。而在火星上，重力加速度大概只有地球的37.5%，大概是12.208英尺/s2（3.721 m/ s2）。

正在進(jìn)行的研究表明，暴露在微重力下對人的人心都會(huì)造成嚴(yán)重傷害。雖然對低重力究竟會(huì)造成什么影響的研究比較少——比如說對月亮和火星的影響——但是長期暴露在這樣的環(huán)境下無疑會(huì)造成相同的影響。

2、地球化的救援行動(dòng)？

常理上來說，除了重力問題之外，所有其他的問題都有解決對策。比如，我們可以通過在火星表面搭建一個(gè)足以維持大氣環(huán)境和阻擋強(qiáng)烈輻射的場所，來削弱極端的溫度和高輻射帶來的影響。

世界各地的航天機(jī)構(gòu)和商業(yè)航天機(jī)構(gòu)目前正在探索使用火星表土，冰和其它原料的方法——一個(gè)被稱為原地資源利用的工程（ISRU）——這個(gè)項(xiàng)目是為了創(chuàng)造出帶有可以阻擋輻射外墻的棲息地。這個(gè)工程同時(shí)也會(huì)含有內(nèi)部加壓裝置，來保證足夠的大氣壓強(qiáng)。

食物，水以及能源同樣可以通過不同的ISRU途徑實(shí)現(xiàn)就地取材?？梢杂没鹦堑耐寥纴矸N植食物，用火星上的冰來提供飲用水以及灌溉用的水，還可以用太陽能和風(fēng)能來發(fā)電。這樣表明，火星上的生態(tài)環(huán)境是可以進(jìn)行改造以適應(yīng)地球生命形式的（這個(gè)過程就稱為環(huán)境地球化）。

正如我們在之前的文章中提到過，火星想要地球化有很多方式。在所有的方案中，都包含以下三個(gè)步驟：增加大氣密度，提高溫度，融化兩極的凍冰。幸運(yùn)的是，這三件事是相輔相成的，并且可以通過只做一件事就得以實(shí)現(xiàn)：引發(fā)溫室效應(yīng)。

圖片來自：NASA

想要達(dá)成目的方法之一就是引進(jìn)一些揮發(fā)性化合物，諸如氨和甲烷，這兩種氣體的儲(chǔ)量在太陽系內(nèi)都十分豐富。而且這兩種氣體都能夠引起強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，并且氨氣（大部分是氮?dú)猓┻€可以分解為一種緩沖性氣體，從而增加大氣的濃度。

其他可以造成溫室效應(yīng)的氣體，比如氟和氯氟烴，也曾被考慮過用來提高表面溫度。另一個(gè)被考慮過的方案是用低反照率（暗）物質(zhì)或植物來覆蓋火星表面，以此來增加表面可以吸收的熱量?？枴に_根就建議在極地地區(qū)采取這樣的方法來融化冰蓋。

有一些更加直接的想法，比如在環(huán)繞火星的軌道上使用鏡子將太陽光投射到被冰覆蓋的區(qū)域。這個(gè)方法對于火星南極的冰覆蓋區(qū)十分有效，因?yàn)槟蠘O的冰大部分是由干冰組成（冷凍的二氧化碳）。CO2和水蒸氣的蒸發(fā)也會(huì)對溫室效應(yīng)的形成造成深遠(yuǎn)的影響。

還有一些其他的想法像地表投擲流星、小行星或冰甾體（特別是那些大量的揮發(fā)性元素）。這些辦法都會(huì)揚(yáng)起大量的灰塵，從而導(dǎo)致大氣層吸入更多的太陽輻射。有的人甚至建議使用核裝置（說的就是你，馬庫斯）融化極地的冰蓋，并把碎片拋向空中。

為了確保新的大氣不會(huì)隨著時(shí)間的推移而消散，NASA的科學(xué)家們建議在火日L1拉格朗日點(diǎn)安裝一個(gè)人工磁屏蔽。隨著火星大氣濃度的增加，磁屏蔽也可以逐漸減少火星表面的輻射量。

當(dāng)這一切都塵埃落定時(shí)，火星的大氣從之前的難以吸入到可吸入的轉(zhuǎn)變就開始了。一個(gè)普遍認(rèn)可的想法是通過引入光和生物，比如藍(lán)藻和地衣，將CO2轉(zhuǎn)化為氧氣。還可以通過人工大氣處理器來加快這一進(jìn)程。

除此之外，唯一的問題就在于重力，畢竟沒有辦法長時(shí)間解決這個(gè)問題。一方面，人們將來也許可以通過一些藥物醫(yī)療手段來解決我們長期生活在火星重力下造成的生理以及精神問題。另一方面，還可以通過在火星軌道上建造旋轉(zhuǎn)的空間站來【…?】

盡管如此，但由于火星的微重力環(huán)境，所以還是會(huì)帶來一些弊端。假設(shè)我們想建造一個(gè)與地球大氣壓（101.325千帕）相同的大氣環(huán)境，隨著時(shí)間的推移，最終只能保持在期初的38%左右（38.44千帕）。這意味著火星上的空氣對我們來說總是太稀薄而不適，人們?nèi)匀恍枰S身攜帶氧氣包。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech

3 金星的情況

與火星相同，金星的過去與現(xiàn)在大不相同。各種探索任務(wù)的數(shù)據(jù)顯示，在不久之前（從地質(zhì)方面來說），金星還是一個(gè)溫暖潮濕的世界，海洋的覆蓋率達(dá)到了80%。其實(shí)這符合科學(xué)家們早期對金星樣貌的猜想，但是在蘇聯(lián)的Venera和美國宇航局的Mariner探測之后才知道，今天的金星是一個(gè)多么可怕的地方。

不僅如此，理論上來說在7億年前，金星還是一個(gè)溫度適宜且被海水覆蓋的星球。但這一切都隨著5億年前一場全球性的事件而結(jié)束了，大量的巖漿從地幔中冒出，并且釋放出了大量的CO2到大氣層中。

這些巖漿在接觸到地表之前就已經(jīng)凝固了，所以對地殼重新吸收CO2造成了阻礙。接踵而至的就是失控的溫室效應(yīng)，引起了劇烈的氣候變化，也造成了今天我們看到的金星氣候環(huán)境如此惡劣。

如果說，金星可以回到它原來的樣子——通過改善溫室效應(yīng)（這是有可能的）——人類將會(huì)有一個(gè)與地球在大小，質(zhì)量，重力等方面都大致相同的近鄰。讓我們來比較一下：

金星是距離地球最近的一個(gè)星球，最近的時(shí)候距離我們大概2370萬英里（3820萬公里），最大的時(shí)候大概6200萬英里（2.61億公里）。由于二者之間的軌道性質(zhì)，地球和金星每隔584天（一年7個(gè)月）就會(huì)迎來一次最近距離的接觸，也就是我們所知的“下合”

反觀火星，地球和火星之間的平均距離大概在1.4億英里（2.25億公里）左右，最近的時(shí)候大約是3460萬英里（5570萬公里），最遠(yuǎn)會(huì)達(dá)到2.49億英里（4.013億公里）。兩者之間每26個(gè)月（2年2兩個(gè)月）才會(huì)迎來一次最近距離，這就是所謂的“對立面”，也是我們所知的太陽和火星位于天空的對立面（從地球上看）。

所以，金星不僅僅是比火星離我們更近，而且與我們的近距離接觸也更頻繁。這意味著如果我們探索的目標(biāo)是金星，那么我們執(zhí)行任務(wù)的頻率會(huì)更頻繁，并且花更少的時(shí)間到達(dá)目的地。

其次是金星的重力問題，相當(dāng)于地球重力的90%——8.87 m/s2 (0.904 g).與火星比較起來，火星的重力只有地球的38% (0.3794 g).這意味著對于將來的居住者來說，在金星上經(jīng)歷與低重力相關(guān)的將抗風(fēng)險(xiǎn)相對火星上來說要低得多。

當(dāng)然，金星（就今天的金星來說）也有它的挑戰(zhàn)，想要居住在那里十分困難！考慮到人們想要大規(guī)模的居住在那里，地球化并不僅僅是一個(gè)好的想法，而是一個(gè)必要條件。否則，他們就必須要接受生活在云層中浮動(dòng)的城市里（這也是完全有可能的?。?。

4 認(rèn)識(shí)地獄

首先，金星是整個(gè)太陽系中最熱的星球。地表的平均溫度達(dá)到了867 °華氏度(464 °攝氏度)——這個(gè)溫度足以融化像鋰和鋅的金屬。大氣層是有毒的煙霧，主要由二氧化碳和微量氮、二氧化硫和水蒸氣組成。

但與火星不同的是，金星上的大氣壓力高達(dá)9100千帕——這是地球大氣壓強(qiáng)的90倍。一個(gè)人想要在地球上體驗(yàn)這樣的壓力，需要潛到海下3000英尺（910米）。所以除非你擁有一個(gè)可以承受極端的壓力和高溫的汽車，否則你哪兒也去不了。

但僅僅如此還不夠，從高層的大氣層中觀測到，金星的大氣中彌漫著由硫酸構(gòu)成的云和酸雨，雖然酸雨可能不會(huì)再地表附近凝結(jié)。但是航天器想要著陸就要先穿過厚重的酸性覆蓋層。

金星的自轉(zhuǎn)周期也是所有行星中最慢的，大概要經(jīng)過243個(gè)地球日才可以繞其軸線自轉(zhuǎn)一次。除此之外，金星自轉(zhuǎn)的方向與太陽的方向相反（逆行自轉(zhuǎn)），天文學(xué)家們僅在另外一個(gè)天體上觀測到過這一現(xiàn)象（天王星）。

相關(guān)的問題：什么是“宜居帶”，我們?nèi)绾味x它？

【…..】，金星上的一個(gè)“太陽日”大概持續(xù)116.75天。如果一個(gè)觀測者在金星上進(jìn)行觀測，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，太陽落山再升起需要將近4個(gè)月的時(shí)間（與地球上24小時(shí)相比較）。

金星還是等溫的，這意味著在金星上面沒有溫度的變化。這是由于其厚重的大氣層，以及緩慢的自轉(zhuǎn)和低軸向斜率（3°，地球的有23.5°）造成的，這也表明在金星上不會(huì)有四季的變化，或者是我們熟知的晝夜循環(huán)。

如果你覺得這聽起來像是但丁的地獄之旅，那么你就是步入正軌了！但通過一系列正確的努力，這個(gè)地獄一般的地方也可以成為像熱帶島嶼天堂一樣的地方。

5、長時(shí)間的降雨

幸運(yùn)的是，有了正確的生態(tài)技術(shù)和肯付諸努力的態(tài)度，金星可以被地球化為一個(gè)擁有溫和溫度和無盡海濱的海洋星球。與火星一樣，過程可以歸結(jié)為三個(gè)主要目標(biāo)。它們包括：

1. 降低大氣壓強(qiáng)

2. 降低溫度

3. 將大氣環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┪氲难鯕?/p>

與改造火星一樣，改造金星的三個(gè)條件也是相輔相成的關(guān)系，盡管他們是站在對立面。幸運(yùn)的是，金星有很多的準(zhǔn)備工作需要做，最終的結(jié)果也會(huì)讓人類更容易適應(yīng)。第一個(gè)提出方法是卡爾·薩根，他在1961年發(fā)表的一篇題為《金星》的論文中有所提及。

卡爾·薩根在這篇論文中提出，可以在金星的大氣層中種植基因工程藍(lán)藻，使大氣中的二氧化碳逐漸轉(zhuǎn)化為有機(jī)分子。不幸的是，隨著對硫酸云和太陽風(fēng)的發(fā)現(xiàn)，這個(gè)方法也變得不切實(shí)際了。

30年后，英國人保羅伯奇在其1991年的論文《快速地球化金星》中，提出了另一個(gè)地球化金星的途徑。根據(jù)伯奇的闡述，在金星的大氣層中注入氫氣將會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生石墨和水。石墨會(huì)被隔離，而水則會(huì)以雨的形式下落，覆蓋80%的海洋面積。

圖片來自：J. Whatmore/ESA

這個(gè)方法提醒了眾多科學(xué)家，他們在航天時(shí)代之前想象中的金星是什么樣子的——金星濃密的大氣層曾經(jīng)被認(rèn)為是由雨云組成的。因此，“長雨”（奧拉夫·斯臺(tái)普頓的一篇關(guān)于金星的科幻短篇小說）已經(jīng)成為地球化金星的同義詞。

另一個(gè)方法是由行星物理學(xué)家馬克·布洛克和天體生物學(xué)家大衛(wèi)·H.格林斯彭在一篇名為，“金星氣候的穩(wěn)定性”的論文中提出，他們建議在金星的大氣層中注入大量的精致鎂和鈣，這樣二氧化碳就可以中和為碳酸鈣和碳酸鎂。

還有一個(gè)辦法是由樺樹和著名的航空航天工程師和太空探索倡導(dǎo)者羅伯特祖布林推薦的。他們建議通過遮陽的方式，這個(gè)方法會(huì)涉及到在金星的大氣中使用一系列小型的反射航天器來分散陽光，從而降低全球溫度。

或者，可以在金星-太陽L1拉格朗日點(diǎn)放置一個(gè)巨大的屏障，限制抵達(dá)金星的光照總量。這個(gè)屏障同樣可以防止金星的大氣層被太陽風(fēng)吹散，同樣也可以阻擋太陽輻射。

這個(gè)方法可以降低全球的溫度，使大氣中的二氧化碳液化或者凝固，從而使其沉降在地表（這樣可以將其搬離金星或者是埋在低下）。

在2003年，NASA的科學(xué)家Geoffrey A. Landis發(fā)表了一遍題為“殖民到金星”的文章，他在文中表明了如何在金星厚重的云層上修建城市。在這個(gè)海拔高度上，溫度對人類來說可以忍受，并且大氣的濃度也可以支持城市保持漂浮的狀態(tài)。

這些城市在為殖民者提供居所的同時(shí)，也可以充當(dāng)太陽護(hù)盾和加工站。隨著時(shí)間的推移，金星的大氣層變得不那么濃時(shí)，城市就會(huì)遷移至星球表面成為地表建筑的一部分。

另一個(gè)建議是加速金星的自轉(zhuǎn)，這可能還會(huì)帶來行星產(chǎn)生磁場的額外好處。有許多方法可以加速其自轉(zhuǎn)，比如用大型小行星撞擊金星表面，或者使用質(zhì)量驅(qū)動(dòng)器或動(dòng)態(tài)壓縮構(gòu)件向金星表面?zhèn)鬟f能量和動(dòng)量。

這一方法還可以創(chuàng)造像地球一樣的晝夜循環(huán)機(jī)制，并從一定程度上降低金星的大氣濃度。類似地，大質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)程序或太空電梯可以從金星的大氣層中挖掘云層并將其噴射到太空中，隨著時(shí)間的推移，云層也會(huì)逐漸變薄。

6、海洋星球

這一系列措施的最終結(jié)果就是，金星會(huì)回到前身的狀態(tài)。這意味著金星會(huì)變成一個(gè)大部分地區(qū)都被海洋覆蓋的星球。由于金星的地質(zhì)特征和海拔高度的微小變化，金星表面基本上是一個(gè)巨大的群島，有幾個(gè)較大的大陸。

圖源：NASA

坐落于北半球的一塊大陸，伊斯塔-特拉就是其中之一，面積大致介于澳大利亞和美國大陸之間。金星的最高點(diǎn)，Maxwell Montes（白色標(biāo)示）就在這里，這座巨山高36000英尺（11000米）——比珠穆朗瑪峰（29000英尺；8850米）還高，直徑近500英里（800公里）。

另一個(gè)大陸是阿佛洛狄忒（Aphrodite Terra），位于赤道的位置，并且面積是伊斯塔的四倍。第三個(gè)大陸是“夫人”（Lady Terra），比阿佛洛狄忒稍小一些。根據(jù)美國宇航局戈達(dá)德空間科學(xué)研究所（GISS）的研究，地球表面的其余部分均被海洋覆蓋，深度從30英尺（10米）到大約1000英尺（300米）不等。

想想加勒比海，波里尼西亞和希臘群島，但再想象一下全球性的尺度！為了更好的想象出這是怎樣的景象，可以看看這張地圖！正如之前提到過，這顆行星的表面引力非常接近地球。這將使適應(yīng)新世界更加愉快。

隨著時(shí)間的推移，人們可以在金星上培養(yǎng)陸地上的生物，如植物、樹木、細(xì)菌和水生植物等物種。經(jīng)過這些改造，可以讓金星迎來物種大爆發(fā)，并且朝著熱帶的環(huán)境發(fā)展，在更大的陸地上有生物多樣性的叢林，以及數(shù)不勝數(shù)的海岸線。

7、可行性

你可能已經(jīng)注意到了這一切的弊端。如果你覺得改造金星需要付出巨大的努力，在那里建立居所是非常具有挑戰(zhàn)性的事，那么你的想法絕對是正確的！雖然金星可以被改造成它曾經(jīng)的樣子，但是需要投入的時(shí)間，精力，以及資源都是難以估計(jì)的。

埃隆·馬斯克曾經(jīng)用房地產(chǎn)的比喻總結(jié)了在火星上創(chuàng)建一個(gè)自我供給的城市所面臨的挑戰(zhàn)。在2012年接受CBS“今日早晨”節(jié)目的采訪時(shí)他談到：“一開始你需要住在一個(gè)穹頂里，但隨著時(shí)間的推移，你可以將火星地形化，使其看起來像地球，最終在沒有任何東西的情況下在外面走動(dòng)…所以這對于一個(gè)火星來說是一個(gè)【….】”

如果我們將火星視為我們的未來，‘fixer-upper’絕對是一個(gè)合適的描述。如果有一天我們想大規(guī)模的移民去火星，我們就必須要改善上面的環(huán)境。即使如此，也有一些長期的挑戰(zhàn)，我們可能永遠(yuǎn)無法解決（比如說，微重力問題）。

但是可以說的是，火星也已經(jīng)“做好了準(zhǔn)備”，這也就是說在不久的將來可以在火星上可以建造出容納幾百人的城市。隨著時(shí)間的推移，這些定居者會(huì)漸漸的改善火星的環(huán)境，使其可以讓越來越多的移民者適應(yīng)。當(dāng)它完全適應(yīng)于居住的時(shí)候，所有的危險(xiǎn)都有可能得到解決。

相對來說，金星是一個(gè)“完全拆除并重建”的過程，并且這個(gè)過程伴隨著一系列棘手的問題！我們雖然知道這個(gè)地方可以轉(zhuǎn)變成一個(gè)美麗的家園，并且這里的房價(jià)還會(huì)瘋漲。但是我們要考慮的是在這之前要長期投入的巨大的時(shí)間成本和資金成本。并且到那時(shí)，我們所能做的也就是把少數(shù)人送過去。

當(dāng)然，如果我們愿意從長遠(yuǎn)的角度考慮，并假設(shè)人類確實(shí)有一個(gè)“行星際”的未來，就沒有理由設(shè)想我們最終不能讓火星和金星成為人類的第二家園。用一個(gè)常說的比喻來說就是，【…..】。

如此一來，我們就可以將我們的注意力多放在處于我們家園的另一邊，需要拆掉的并重建的地方，將它修建為容納我們或者我們子孫后代的萬美家園。一旦人類搬入，我們就可以放心的認(rèn)為，即便是我們其中的一個(gè)家園倒塌了，也不會(huì)牽扯到我們所有的人！

BY: Matthew S. Williams

FY: 飄

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處