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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  移居火星只要一千年的準備
  那福忠 February 22, 2007
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   眼看地球越來越不適宜居住,環境污染、戰亂不停、疾病流傳、氣候暖化,早有人呼籲大家未雨綢繆、往外移居,最有希望的自然是距我們最近的火星。既然叫做移居,就不能像影劇裡穿著笨重的太空衣,在火星陸地蹣跚舉步,然後窩居在一間密不透氣的實驗室裡。移居要往好的地方去,氣溫宜人、空氣新鮮、水質潔淨、土壤可耕作,這些條件火星現在都沒有,但科學家說,一千年的努力之後,這些適居條件就會有了。

   要一千年?科學家卻說「僅要」一千年,因為以前的估算是從兩萬到十萬年,科技的進步,把這個年限大為縮短。火星(照片、點選放大)離太陽比地球遠,溫度比地球低,所以首要的工作就是把火星加一把火,讓溫度升高,不但適宜居住,還能把內部凍結的水融化、流到地表面,把藏在土裡的二氧化碳釋出、形成火星的大氣層。至於怎麼樣把火星加熱,Rober Zubrin 提出了他的規劃,這位對火星極度熱忱,是火星社團 (Mars Society) 的創辦人,也是有太空與核能學位的科學家。

   Zubrin 博士提出了三個加熱火星的方案,前兩個方案被別的科學家評為餿主意,第三個方案則可行。第一個方案是在火星的軌道上漂浮一面鏡子,對著太陽、反射到火星地面。火星的赤道、也就是最暖的地方,氣溫約攝氏零度,要把整個火星永久熱到冰點以上,大氣層的溫度需要維持攝氏四十度,所以最初的考量是用一面直徑 130 公里的大鏡子,飄浮在火星 25 萬公里的高空軌道,反射陽光到火星的特定區域,來溶解冰凍的水、釋放地下的二氧化碳。大家認為這是餿主意,因為這麼大的鏡子只能在太空站裝配,裝好了以後怎麼運到火星軌道,都是問題。

   第二個方案是借力使力,引導流動的小行星(Asteriod、如圖點選放大),撞到火星上、產生熱量。Zubrin 估算,只要兩、三公里大小的小行星,撞擊所產生的熱量,就能讓以兆噸計的冰溶化。小行星多由凍結的氨氣組成,也就俗稱的阿磨尼亞,是製造溫室效應的氣體,撞擊火星之後,溫室效應可以把火星的溫度提升攝氏十幾度,只要有四十次撞擊,火星的溫度必然生高。怎麼做?對一個小行星發射核能動力火箭,大概要花十年才能接近,然後導引小行星的行進方向,再花二十年才能撞上火星,撞前要確定火星上沒有人。不但費時太長、還要撞擊四十次,極度困難的技術是導引行星的行進方向,有人比喻像是大卡車從結冰的山路滑下來,沿路還要躲閃在冰上遊戲的兒童。

   第三個方案最為可行,因為形同技術移轉、技術輸出。地球暖化不正是我們塑造出來的麼,為什麼不能把我們的「豐富經驗」移到火星上、讓火星也暖一暖?這些年來環保的研究,發覺四氟化碳 (CF4) 是製造溫室效應的「最佳」氣體,那何不在火星上修蓋化工廠(如示意圖,點選放大)、然後大量排放四氟化碳?如果每小時排放一千噸四氟化碳持續三十年,讓溫度升高攝氏 25 度。工廠所需的電力,可由核能電廠聰過,而核能電廠則是由太陽能帶動。

   科學家說,火星在幾十億年以前,有一個很厚的二氧化碳大氣層,以後逐年為土壤吸收,表面便呈現在的乾寒寂靜(如照片點選放放大),但如果氣溫升高,二氧化碳從土壤中釋逐漸出,火星就有機會恢復生機。Zubrin 估算,如果每二十年能把溫度升高攝氏五度,蘊藏的冰開始是融化,流出來的水會蒸發為大氣層,不出五十年,火星就可能有五分之一的氣壓,雖然仍以二氧化碳為主,少量的氧氣則在其中形成。

   大氣裡的氧氣,這時候還不足以讓我們正常呼吸,但只要隨身帶著氧氣,就不必穿著太空裝,可以自由行動了。下一步的工作,就是種植植物,因為植物吸收二氧化碳,然後釋放出氧氣,是製造氧氣的大自然機器。死去的植物如果任其腐爛,則會釋出二氧化碳,所以加快種植、加快收割,把收割下來的枝葉保存處理,可產生更多的二氧化碳。Zubrin 認為基因科學可以派上用場,讓植物變種釋出更多的氧氣。

   到了這一階段,事情就變的簡單了,一方面繼續加熱,讓凍結的冰溶解,滋潤乾旱的陸地,釋出二氧化碳,另一方面,少數的先驅移民加緊種植,製造更多的氧氣。Zubrin 估計,這樣持續一千年,火星大氣層就有足夠的氧氣供我們正常呼吸,不再隨身攜帶氧氣。到那個時候,我們則扮演了大自然的角色,把火星的二氧化碳轉換成氧氣。

   Zubrin 是真正的火星迷,他成立的火星社團,就是探討移民火星的技術,他自己是科學家,提出許多概念與技術,部分已被太空總署 NASA 列為參考資料。美國科幻作家 Gregory Benford 寫了一本開拓火星的小說 The Martian Race(如圖、點選進入 Amazon 網站),Zubrin 譽為是最接近實際狀況的小說,原來他在小說裡參了一角,扮演書裡的一個角色。

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