把金星改造成地球

作者: Matt Williams

来源: 环球科学

发布日期: 2016-04-12 09:10:53

本文讨论了将金星改造为适宜人类居住的星球的设想和方案,包括科幻小说中的想象和科学家的实际研究。文章还提到了改造金星的挑战和潜在的好处。

金星通常被称为地球的“姐妹星球”,事实上也确实如此。除了体积非常相近以外,金星和地球的质量也差不多,并且元素构成也相差无几(二者都是类地行星)。金星是地球的邻居,它也位于太阳的宜居带内。当然,金星跟地球的差别才是它不适合居住的关键。首先,金星的大气密度足有地球的90倍,表面平均温度高到足以使铅融化,而金星上的空气是由二氧化碳和硫酸构成的有毒烟雾。

因此,人类如果想在金星上生存,就必须先大刀阔斧对它进行生态改造——外星地球化。因为它和地球的相似点很多,不少科学家都把它看作改造的首选对象,它的支持率甚至超过了火星哦!

在过去的一个世纪中,金星改造的概念其实出现了很多次,既是科幻小说的题材,也是学术研究对象。诚然,在20世纪早期,金星改造被视为纯粹的幻想,然而当太空时代到来后,情况就发生了变化。我们对金星的认识不断深入的同时,也意识到确实有把其他星球改造得更适宜人类居住的需要。

科幻小说中的例子自从20世纪早期,科幻小说就开始挖掘金星的生态改造这个主题。

公认最早的一部作品是奥托夫·斯塔普尔顿(Olaf Stapleton)在1930出版的《最后一个和第一个人》(Last And First Men),书中用了两章来描述人类后代是如何在地球变得不适宜居住后对金星进行改造的;而在此过程中,金星本土的水生生命惨遭灭顶之灾。到了20世纪五六十年代,正值于太空时代来临之际,外星改造开始越来越多地出现在科幻小说里了。

保罗·安德森(Poul Anderson)在20世纪50年代也写过很多关于外星改造的故事。在他1954年出版的《大雨》(The Big Rain)中,人类用了多种行星工程技术,花费很长一段时间改造了金星。这本书的影响力非常大,以至于“大雨”这个词从此成为了金星改造的代名词。

改造方案第一个改造金星的方案是1961年由卡尔·萨根(Carl Sagan)提出。

在一篇题为《金星》(The Planet Venus)的论文中,他提出了使用经过基因改造的细菌把金星大气中的二氧化碳转化为有机分子的方法。但随后人们就发现了金星云层中存在硫酸,这个事实再加上太阳风效应,使得这个方案也不具备可行性了。英国科学家保罗·伯特(Paul Birch)在他1991年的研究《快速改造金星》(Terraforming Venus Quickly)中提出可以用氢气引爆金星大气层。

爆炸引发的化学反应会生成石墨和水,而后者会降落到星球表面形成覆盖约80%行星表面的海洋。但是所需的氢气实在太多了,多到我们必须直接从某个气态巨行星或它们卫星上的冰层里采集才够。

好处多多殖民金星并把它的气候转化成适宜人类居住的主要原因之一,就是为人类创造一个“备用基地”。考虑到可选择的范围——火星,月亮还有外太阳系,金星有好几个其他地方不具备的优势。这也就是为什么金星经常被称作地球的“姐妹星”。

首先,金星是一个在尺寸、质量和组成上都与地球相近的类地行星。因此金星的重力与地球接近,大约是地球的90%(确切的说是0.904 g)。因此,人类在金星上就不太可能会因长期生活在失重和微重力环境下引发健康问题——比如骨质疏松和肌肉衰退。

艰巨的挑战尽管金星和地球相似度较高(即在体积,质量和成分上的相似),但也有很多会给改造和移民带来严峻挑战的差异存在。比方说,给金星大气降温降压需要大量的能量和资源。

还需要花费高昂的代价去建造原本没有的基础设施。例如,要把金星大气层温度降低到足以遏制失控温室效应的程度,我们需要非常非常多的金属和先进材料去建造一面足够大的轨道遮阳罩。这样的结构如果放置在拉格朗日点L1,直径需要是金星本身的四倍。而且还需要一支庞大的装配机器人队伍在外太空完成遮阳罩的组装。

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