638光年的距离!太阳系外存在着一颗“超级地球”?

终究有一天,地球会达到承受能力的极限。如果人类真的到了只有离开地球才能求得生存的地步,是否能移居到遥远的开普勒22-b星球呢?

太阳系之外,距离地球638光年宜居带上,静静存在着一颗与地球相差无几的“超级地球”,开普勒22-b。它是茫茫太空中,最适宜人类居住的星球。

在太阳系外存在着一颗“超级地球”?

近年来,随着人类对地球资源索取日益贪婪,导致生态环境恶化,全球变暖的趋势更加明显了。终究有一天,地球会达到承受能力的极限。如果人类真的到了只有离开地球才能求得生存的地步,是否能移居到遥远的开普勒22-b星球呢?

这颗星球是NASA的探测器在太阳系外观测到的。目前看来,它似乎是最适宜人类移居的新家园。

这颗行星是怎样被发现的呢?为寻找适宜人类生存的星球,NASA15年前向宇宙中发射探测器,找到了2700多颗备选行星。通过层层筛选,科学家们把宜居行星的范围缩小到54颗。

在这其中,存在着一颗与地球十分相似的蔚蓝色行星,就是开普勒22-b。它位于太阳系外的天鹅座北部,距地球638光年,单凭肉眼根本看不到。它与地球一样,都处在宜居带上,其所在的恒星系与太阳系差别不大。

开普勒22-b围绕着一颗与太阳类似的恒星公转。这颗恒星的年龄比太阳年轻,只有40亿年,亮度比太阳低,辐射比太阳光低25%,没有太阳这么热。

开普勒22-b与这颗恒星之间,比地球与太阳的距离更近。所以综合推测,这个星球的温度在没有大气的情况下是-11摄氏度。如果它的大气情况与地球一致,平均温度就是22摄氏度。

虽然跟地球平均的15摄氏度相比,稍微热了一点,但这样的表面温度还是非常适宜人类生存的。它的半径是地球的2.38倍,公转周期是290天。也就是说,一年比地球少70多天。

虽然目前为止,还没有探测到这个星球的质量和表面构成成分,但我们可以想象,如果它的内核与地球一样都是岩质,外面被液态海洋大气层包裹,这就是一颗极有可能存在生命的星球。

即便开普勒22-b的表面全部是海洋,其中也是非常有可能存在生命的。而拥有恰到好处的温度和液态水,正是适宜人类居住的标准。开普勒22-b刚好全都拥有。如此看来,这颗行星是一颗内外都适宜人类居住的行星。

我们能否顺利移居到638光年以外的星球?

以目前的科技水平来看,人类实现迁移到开普勒22-b,完全不可能的。地球与它相距638光年,即使我们研发出光速巡航器,要到达那里也需要638年。

人类目前发射的速度最快的飞行器,是2018年的“帕克号”太阳探测器,它的速度是每秒钟192千米,还不到光速的千分之一。如果以这样的速度飞向开普勒22-b,至少需要1200万年才能抵达,而人类的生命只有百年,从时间上来看根本不允许。

再加上开普勒22-b的年龄比地球大15亿年,就算人类跋星涉月,历尽千辛万苦抵达了那里,也许这颗星也到了晚年。到时,人类就要再次启程,去寻找新的宜居星球了,这不是白费力气瞎折腾吗?

因此,虽然开普勒22-b是人类最宜居的行星,却并不适合移居。

还有没有其他适合人类移居的星球?

其实,有一颗类地行星远在天边,近在眼前。它的地表条件能满足生命存在的需要,而且就处于太阳系之中,它就是火星。地球一样,火星上也有着春夏秋冬四季,一天是24小时37分。不同的是,火星上一年有687天。

通过对火星长达40年的探测,科学家们早已在其地表发现了海洋、湖泊、河流曾经存在的痕迹,甚至已经发现了水。在火星的岩石中,还探测到了氢、氧等生存必需的元素。研究表明,火星就是一颗适宜人类生存的星球。

物美价廉的人类移居火星计划

早在28年前,美国一个叫罗伯特的科学家就制定好了物美价廉的移民火星计划。他所使用的技术全部是人类目前已经拥有的,整个计划只需300亿美元就可完成。这与马斯克SpaceX的星链投资预算相同。用这个价格就能移民火星,已经是非常划算了。

移居计划的具体过程是这样的。据好奇号等火星探测车提供的数据,可以知道火星大气中二氧化碳的成分占到95%,这种资源可全都是免费的。

只要添加少量氢元素,人们就可以在火星上就地生产火箭燃料,液氧和甲烷。也就是说,飞行器返回地球所需的一切燃料,根本不需要从地球带过去。这样就减少了不少预算。

可以先向火星发射一艘搭载45吨物资的无人飞船,把一些必需品带上去。包括宇航员返回地球所乘坐的飞行器,6吨氢,和一座小型核能化工生产器。

这艘无人飞船抵达火星后,可以利用反推力火箭和减速伞平稳着陆。这套技术方法,在2002年向火星发射毅力号探测车时,就已经完美实现了。

落地后,那座小型核能化工生产器开始运转。它的工作是把火星上无处不在的二氧化碳与其带来的相结合,自动生产出甲烷和水。甲烷留着做火箭燃料用,水分成两部分,一些用来裂变成氢和氧,之后把氧气转化为液氧,留着做火箭燃料用。剩余的水储存起来,等待宇航员到来时饮用。

经过计算可知,6吨氢至少可以产生出100吨以上火箭燃料,以及9吨水。宇航员抵达后,这些物资完全够他们返回地球用的了。

二氧化碳与氢结合的化学过程,是人类早就能使用的技术。在2021年4月,火星探测车毅力号就使用了这种方式,在火星上成功转化出了氧气。这样,当宇航员到达火星时就能正常生存了。

那座核能化工生产器把足够的燃料、氧气和水生产出来之后,就能向火星发射载人飞船了。这艘载人飞船的载重约25吨,可以搭载4名宇航员和足够在火星上生活和探索3年所使用的物资和口粮。

假设载人飞船在着陆火星时,因天气等不可预测的原因,而导致着陆点与那个核能化工生产基地相距比较遥远。这时,宇航员就可以驾驶着一并带来的小型火星车,前往生产基地。

如果这个办法也不行,那还可以从地球上再发射一艘无人飞船,再运过来一座核能化工生产器就行了。如果载人飞船落地时一切正常,宇航员就能利用那些已经生产出的能源,长时间地探索火星的秘密了。

宇航员在火星上都要干些什么活儿?

在火星的探测任务中,最重要的就是寻找固定水源。根据以往的探测资料,火星上有不少干涸的河床和具有流水痕迹的峡谷。这就说明火星上曾经也存在过江河湖泊,就如同地球一样。如果向着地下勘探,有很大可能探测到埋藏在深处的水源。

第一批宇航员在火星站稳脚跟,我们就可以接连不断地运送第二、第三批宇航员了。这些人里要包含农业、地质、生物等,各方面的科学家。之后还可以把生活舱、火星车、科学仪器、轻型卡车都运到火星上来。这些物资可以满足火星移民初期,宇航员们的所有生活所需。

火星上的导航和通信也是必不可少的,我们可以利用卫星群系统,就像马斯克的星链那样做。

火星上的生存条件怎么样呢?

虽然火星上风速很高,可以达到每秒180米以上,跟地球上12级台风差不多。但是别忘了,火星上的大气是非常稀薄的。风速虽然快,但是压力却不大,体感就像是微风吹过。

这个结论是怎样得到的呢?因为曾经登上火星的探测器机遇号,最初的设计寿命只有90天,其中考虑最大的就是火星上的风势动态压力。然而它却在火星上正常运转了15年之久。

由此可见,人类移居火星后,完全不用担心席卷漫天的沙尘暴。只要每天做好防护细沙的相应工作就行了。火星沙尘虽然对人体的感觉影响不大,但是遮天蔽日的沙尘也会使得太阳能很难被利用。

所以,甲烷将成为火星上最主要的动力来源。利用火星上丰富的矿脉,人们可以生产出各种金属物品,甚至能制造出半导体工厂。

就地取材,在火星上搭房子

经过探测可知,火星土壤中天生就含有大量的氧化铁成分,黏性不错。人们只要就地收集好土壤,使用化工生产器产出的水,均匀搅拌后,放入模具中压成砖头的形状,之后经过简单的晾晒、烘烤,就能得到一块结实的火星砖。硬度能达到地球上水泥的一半。

火星砖密度不是特别大,中间会产生一些缝隙。用这样的砖块搭建房子,会漏气的。对此,我们也有解决方法。用火星上的二氧化碳,与从地球带去的相结合,通过化学反应生产出乙烯。

有了乙烯就能生产塑料。把塑料制成胶状,就能喷洒到由火星砖搭建的房屋墙壁上,以起到密封的作用。作者火星砖和塑料胶搭建的火星房子内,可以容纳更多的科学设备,并且为科研人员提供稳定的生活住所。

只要有了塑料作为原料,人们就能制造各种各样,数不胜数的日常用品,比如防风沙的服装、医疗设备、餐具等。塑料还可以用来制作农作物的温室,能抵挡强烈的紫外线。

火星大气只有地球的1%,虽然稀薄,但屏蔽太阳耀斑还是足够的,这就保护了植物的生长。日照是地球的43%,这对于植物的光合作用也够用了。这就保证了人类移民火星后,各方面的生存所需。

总而言之,以我们现有的科学技术,是可以实现移民火星的。只要人类把太阳系之内,离我们地球不远处的火星开发好,就不需要再费劲巴拉地去太阳系外寻找新家园了。

万一未来有一天,地球承受不住人类无穷无尽的索取,到了必须离开的时刻,移民火星也能使人类的火种保存下去。

作者:竟至

校稿:川川

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