“我记得当我还是个孩子的时候,我有一个气球,不小心手一松,只能看着气球飘向天空,直到消失。”——皮特·道格特
人类探索太空的目的,首先是想弄清楚宇宙的起源问题,也就是我们从何而来,以及宇宙是如何从最初的“一无所有”发展出今天充满恒星、星系、星系团甚至是智慧生命的。其次是为我们日后殖民外太空做好准备。虽然地球是我们的家园,但我们很清楚,我们人类要想长久就必须走出地球,寻找第二个宜居地。
我们大多时候会认为:下一个居住地就是火星,但我们很有可能会漂浮在金星上。为什么呢?今天就说下:金星上的漂浮文明!
人类生存需要具备的条件
当我们说到殖民太空,这个殖民地就必须要具备人类生存所需要的重要条件:
水,
阳光,
合适的温度,
食物来源,
能源,
以及要创造一个能够自我维持的生态系统。
当然,满足这些条件其实就是一个或多或少类似地球的环境。
因为我们知道地球能够维持人类生存是由于其具备了以下几个条件:
有自由流动的液态水,在大多数情况下这些液态水既不会自发地冻结也不会自发地沸腾,
阳光照亮整个世界,它的能量不仅可以给我们温暖,还能给植物、细菌和其他生物提供能量,
植物能在土壤中大量生长,水培也是如此,
地球本身就是一个自我维持的生态圈。
如果我们想要居住在另一个世界,就必须选择一个与我们自己的地球非常相似的世界,或者让一个本不能维持生命的世界变的跟地球一样。
火星的难处
通常,在探索地外星球的过程中,火星一般被认为是最有可能的地球化目标。它与地球的自转周期相似,只是离太阳稍远了一些,表面有冻结的水冰,而且火星很可能在过去的某个时候不仅适宜生命存在,而且可能和地球一样充满了生命。
然而,如果我们想要在火星上生活,将要面临很多的挑战:
火星大气稀薄,不能提供足够足够的压力和温度(温室效应)让液态水存在,
如果我们想办法增强火星上的大气层,但我们还必须要与太阳风相抗衡,因为太阳风正在不断地剥离火星的大气层,
最重要的是火星没有任何形式的保护来抵御太阳风,就像我们地球的磁场可以阻止太阳风中的带电粒子与空气分子直接相撞。
以上的所有问题都是因为一个原因,就是火星很小,因此它的内部比地球这样的大星球冷却得要更快。因此即使我们能通过某种办法给火星增强大气,让其有压力、有适合的温度,但火星的磁场我们没有办法恢复。所以殖民火星也是一个漫漫长路。
但是我们还有另外一个选择,你可能从来没有考虑过,因为这个想法看起来绝对疯狂:在金星上建立人类殖民地。
未来的漂浮文明
苏联金星14号(上)和金星3号(下)着陆器
没错,就是我们太阳系的金星,地球的姊妹星。但在它的表面上,不管是白天还是黑夜有一个恒定的温度 465°C(870°F),这个温度足以将所有的生命物质烤焦;也足以使任何宇宙飞船在表面运行的时间最长不超过几秒;甚至能够将铅融化,因为金星上覆盖着厚厚的硫酸云层,可以保留了90%的太阳热量。
所以金星不像是人们殖民外星球值得考虑的地方,不仅是温度,还有它超密集的大气压力是地球的90倍。
这怎么生活?一个连机器都无法运转的世界根本不值得考虑,对吧?
金星的表面肯定是无法生存的,这温度我们无论如何也扛不住。但正是由于金星厚重的大气层给我们提供了另外一个想法。你看,地球的大气层是由氮气(78%)和氧气(21%)组成的,两种相对较轻的气体。但是金星的大气主要由(96.5%)的二氧化碳组成,二氧化碳的密度比地球的大气高近50%。
这就意味着,如果我们在金星上放气球的话,只用往气球里充满地球上的空气,气球就会漂浮和上升,就像氦气球在地球大气中漂浮和上升一样!也类似于船舶漂浮在海面上一样!
由于金星上高层大气的盛行风,漂浮的地球将以110小时的周期绕金星运行一周。
不够,气球肯定不行。因为没有一个气球是完全不漏气的,这就是为什么所有的氦气球最终不是上升到大气压特别低的位置,直到发生爆炸,而是在漂浮的过程中氦气会缓慢的泄漏,然后落回地面。如果我们用地球的大气填充一个气球,那估计飘不了多长时间也同样会落到金星的表面。
所以我们需要建造一个刚性的飞船,而不是建造一个有弹性的薄气球:
用刚性材料建造一个3公分厚的船体,形状随意,可以按我们喜欢的来。但必须有良好的气密性。
在地球大气层中以相同的温度和压力填充相同的气体,
然后将飞船发送到金星。
这艘“飞船”将在距金星表面50至65公里处达到平衡,稳定地漂浮在金星的大气层中。
在这样的高度,飞船会达到以下的环境条件:
压力和温度与我们在地球上的差不多,
飞船将漂浮在绝大多数有害的硫酸云层之上,
飞船不会受到太阳风的影响,这不是因为金星磁场的保护,而是因为金星的电离层,这个电离层在金星表面以上150-300公里的地方。
金星的上层大气很可能是太阳系中最类似地球环境的地方。而事实上,有推测认为,金星的高层大气,也就是飞船漂浮的高度,可能本身就孕育这金星生命!
如果我们能在飞船能创造可持续的食物来源,在飞船外部设计太阳能电池板从太阳获取能量(这比地球上的太阳能强度要大得多),同时保护飞船外的设施不受硫酸环境的影响,我们就有可能在金星表面建造人类自己的漂浮文明。
同时,我们还可以从金星的大气中提取一些重要的化合物,如水蒸气和二氧化碳,这能够用于飞船内的水培植物生长,以满足我们的生活需要。再加上我们从地球上带来的氮和氧,我们就有了第一个太空殖民地所需要具备的一切。
当然,这个想法还有许多巨大的挑战有待克服,但我们的太空梦可能最终不会建立在坚实的基础上,而是将我们置于云端。
这个想法其实还是不叫可靠的,具有可操作性,并不是说建在这样的漂浮基地用于大规模的人类移民,现在肯定达不到这样的规模,但我们可以建造一个适当大小的漂浮飞船,用于我们在外太空的小型基地。