火星有什么资源(火星有什么资源可以开采)

太阳系的4颗岩质行星,按照体积和质量来看,金星最像地球。而火星不管是体积还是平均密度,都比地球小得多。


▲ 4颗岩质行星的密度和体积对比

但火星依然被认为是太阳系中最像地球的行星。公众对火星的关注程度,远远超过金星。

金星被大众舆论冷落,很重要的一个原因是,金星上的环境太过恶劣,用“地狱”二字来形容,丝毫不为过。

金星的环境有多恶劣?

首先是高温。大气中的二氧化碳含量超过96%,这造成了强烈的温室效应,把金星表面的热量锁住,导致金星表面温度在462℃以上,比水星还热。这样的温度足以融化铅块。

就算是在夜晚,也不见低温。由于稠密大气的对流作用,热传递效率极高,使得金星的昼夜温差很小,处于漫漫长夜的地区,也在极端的高温中。

其次是高气压。金星大气层的厚度虽不如地球大气层,但密度却要大得多。


▲ 金星与地球的大气密度对比


所以表面不仅温度高,气压也极大。地表的大气压至少是地球上的90倍,大约相当于地球海平面以下900多米深度的水压。在这样的大气中活动,有点像是在地球的深水中潜泳。极高的压力,别说是人,就算是对专门设计的探测器来说,都是难以承受的考验。前苏联发射的金星4号探测器,就在着陆下降过程中被高气压压扁了。


▲ 前苏联的金星4号探测器

除了高温高压,金星大气还有着明显的酸性特征。天空中的云是硫酸云,下的雨也是腐蚀性很强的硫酸雨。

稠密大气的对流,也带来了超多超强的闪电。橙黄色的天空中,无数道强烈的、持续数分钟的闪电,看起来应该是壮观无比,但真要身处其间,恐怕任何人都会吓得腿软。


▲ 金星上的闪电艺术图

这么残酷的环境,以人类现有的技术能力来说,改造和移民的可能性是0。


金星上的环境为什么如此恶劣?

科学家们推测,金星上的环境,并不是一直都如此恶劣。在温室效应失控前,金星上很可能不像现在这样酷热。

虽然金星离太阳近,接受的太阳热辐射较多,但温室效应才是其表面炙热的罪魁祸首。

由于金星没有强大的内在磁场,导致大气层缺乏保护,被太阳风剥离了大量气体。剩下的主要是比较重的二氧化碳和氮气,其中二氧化碳占绝大部分。这是温室效应的主因。

▲ 金星表面艺术图


今天的金星,非常干燥。但过去的金星很可能不这么缺水,甚至存在着大面积的海洋。这可以从金星大气的氘氢比例中得到线索。

遭太阳风蹂躏的金星大气,损失最多的是质量较小的氢。氢大量逃逸到太空中,而较重的氘不那么容易逃逸。大气中氘与氢的比值,就越来越高。目前金星大气的氘氢比值,比地球高得多,这很不寻常。

很多科学家据此推测,金星曾经有过非常大规模的水逃逸,也就是海洋里的水逃逸到太空中。到现在,海洋已不复存在,也就岩浆里大概还含有一些水。

▲ 金星的火山与熔岩

当然,关于金星曾经有过海洋的说法,只是一种推测。还有一种观点,认为金星在早期压根就没有形成过海洋。

由于离太阳过近,金星的岩浆洋阶段持续时间很长,地表岩石呈液态,温度极高。大气层里的水汽,没有机会以降雨的形式落到地面形成海洋,而是被分解成了氢和氧。氢逃逸到太空,导致后来岩浆冷却后也无法在地表形成大量的液态水。

所以,金星上是否曾有过海洋,尚无定论。我们只知道,现在的金星表面很干燥,没什么水。

既然高温和缺水,都是没有磁场保护大气层所导致的,那为什么金星就没有强大的磁场呢?

一个比较流行的观点认为,由于金星的自转速度太慢,自转周期达到243天(比公转周期还长)。这么慢的转速下,金星地核的液态铁切割磁感线而产生的磁场,就极其微弱。

自转速度这么慢,一方面可能是由于离太阳过近,被潮汐锁定;还有一个可能的原因是,金星曾遭遇过小行星的冲撞,自转速度大幅减缓,甚至倒转,这也就能解释为什么金星自转的方向是如此与众不同——从金星北极上空看,金星是按顺时针自转,这与太阳系内大多数行星都相反。

金星环境有改造的可能性吗?

如果金星过去的环境,不像现在这么糟糕,只是后来才发生了巨变。那反过来说,将来有没有变好的可能?

要将金星改造成宜居行星,首要任务是停止其温室效应,这就需要大幅降低大气中的二氧化碳浓度。可能奏效的办法,是从太阳或木星中调用巨量的氢,与二氧化碳发生反应,消耗掉大量二氧化碳,并生成水,一并解决金星的温室效应和缺水问题。

但这太过科幻了。人类要是有这能力,就意味着技术能力接近卡尔达舍夫所定义的Ⅱ级宇宙文明了。有这本事还改造金星干嘛,直接造太空城岂不是更好。


▲ 苏联科学家卡尔达舍夫定义的文明等级


所以,金星不具有移民的价值,不可能是人类的下一个家园。谈论移民金星,是没有现实意义的。

火星比金星好在哪?

火星的环境,没有金星那么糟糕,未来具有移民的技术可能性。埃隆·马斯克就宣称,要在2050年前送100万人去火星定居。虽然听起来很狂,人们顶多也只是认为他在夸大其词而已。就算做不到百万人级别的殖民,在火星上建成常驻千人的科考基地,不是不可能。

因为火星的环境,尽管比地球恶劣很多,却远远没有到金星那种极端严酷的地步,不会彻底锁死人类去火星居住的梦想。


▲ 好奇号火星车


首先,火星地表虽然昼夜温差很大,但没有金星表面那样的高温。以人类现有的舱外服技术,就足以让人员安全地走出舱室,到室外作业。

其次,火星大气的密度很低,气压不到地球上的1%,对舱室的耐压性能的要求不高。


▲ 美剧《火星时代》里的火星殖民基地

而宇航员如果要在金星上的极端高气压环境中工作,那么太空舱和舱外服就必须在保持轻便的前提下,使壳体的耐压性能媲美潜水艇。更别说还要保证仪器设备在高压环境中的可靠性。这太难了。

再者,火星的自转周期与地球接近,也有四季变化(金星几乎直立自转,没有四季),地形地貌也像。距离上也不比金星远多少。

更重要的是,火星上有水,除了供人员饮用、卫生用水和设备用水外,还可以电解出氧和氢。氧气供宇航员呼吸,氢可作为燃料。而且火星上矿产资源丰富齐全,能供应制造材料,有作为深空基地自给自足的潜力。

公众的关注有何意义?

民间长期流传着火星上具有某种文明遗迹的流言,甚至有人言之凿凿地说人类起源于火星。虽然毫无根据,但这总能勾起公众的强烈好奇心,使得对火星的探测,更容易得到公众的理解和支持,更容易获取资金。


▲ 人们曾经想象出的火星人开凿的“运河”


美国NASA隔一段时间,就会宣布又在火星上有了什么新发现,这总会被媒体炒作夸大成“震惊世人”的“超级重磅新发现”,一惊一乍的。仔细一看内容,其实人家NASA讲这些东西挺淡定的,都是媒体和自媒体在瞎咋呼。

但客观来说,这些标题党的做法,确实给航天事业吸引了眼球,给NASA等航天机构获得更多拨款造了势。

商业航天也是一样的道理,公众的关注很有益处。试想,如果马斯克鼓吹的不是移民火星,而是送百万人到金星定居,他本人也要在金星上退休,那他真的会被认为是疯子,也就得不到那么多的关注了。关注少了,募资能力必定会受影响。

当年美苏之间不计投入的太空竞赛,大大推进了人类的宇航事业。现在没有了这样的背景,宇航事业需要一些其它的推动力——公众的浓厚兴趣,就算是一种有效的推动力。