您的位置:首页 > 探索看点 > 正文

想移民火星吗?你得先过了宇宙射线这一关

2020/8/1 5:10:41 来源:原创 浏览:

众所周知,我们生活的地球之所以成为生命的天堂,其中一个关键因素就是地球磁场的保护。

地球磁场和大气层有效的屏蔽了来自太阳的高能粒子流以及宇宙射线对地球的破坏,为地球能够孕育出生命立下汗马功劳。

地球磁场有效的屏蔽了来自太阳的高能粒子流吹袭,保护了地球生态

但是我们的邻居火星就没有那么幸运了。在数十亿年前,火星核心冷却,导致磁场消失。没有了磁场的保护,猛烈的太阳风直接摧毁了火星大气层,地表的水分也蒸发殆尽。

|火星热持续加温

就在这个7月份,人类掀起了一场火星探索热。阿联酋、中国、美国,相继向火星发射了探测器。甚至于阿联酋都公布了自己的载人登陆火星计划,希望在2117年在火星上建立该国第一个人类永久居住点。当然“钢铁侠”马斯克也没闲着,马斯克的火星登陆计划也一直在筹备中。

这个7月阿联酋、中国、美国相继向火星发射了探测器,引起一股火星热

当人们跃跃欲试满怀期待将来人类要踏上火星的时候,我这里不得不先泼上一盆冷水。

|太阳的另一面

因为,人类移民火星,首先得过了太阳耀斑爆发和宇宙射线辐射这一关。

大家都知道,太阳其实是一个巨大的热核反应熔炉,这个熔炉也不是时时都稳定。它偶尔也会打个喷嚏(太阳耀斑爆发)、发个小脾气(高能粒子流喷射)。当然我们在地球大气层下生活,可能感觉不到。但如果一旦暴露在太空中,没有了地球磁场的保护,就会真切的感受到太阳的另一面。

一次太阳耀斑大爆发爆发,会释放相当于百亿颗核弹的能量,并向外喷射高能粒子流

耀斑爆发是太阳表面最剧烈的太阳活动,爆发周期大概是11年,每一次大耀斑爆发,会在几分钟或几十分钟内将耀斑区域亮度提升到极高的水平,然后缓慢变暗。

一次大耀斑爆发产生的能量,相当于上百亿颗巨型氢弹同时爆炸。有的时候,地球虽有磁场保护,都会受到影响。例如2014年,太阳耀斑在6月10日和11日两天内爆发了三次X级耀斑,造成地球上部分高频无线电通信暂时中断。

太阳黑子群与日冕以及耀斑的活动关联密切

耀斑爆发时产生的巨大能量,还会日冕中的物质粒子加速到接近光速,向外抛出。这些高能粒子很快就可以到达地球和火星所在的区域。当然耀斑爆发的时候,宇航员如果不暴露在太空,有航天器保护,会安全很多。但是,与在地球上的我们相比,长时间执行空间任务的宇航员受到辐射的剂量很容易就会超过极限值。

|宇宙高能射线

其实,暴露在太空中,人体受到的辐射并不全来自于太阳,还有宇宙高能射线。

这些超新星爆发时产生的高能粒子流,由于有一些是重元素高能粒子,所以穿透力比太阳耀斑产生的高能粒子流大得多。它可以穿透宇宙飞船的外壳,对内部的宇航员产生辐射。与太阳耀斑的周期性爆发不同,银河系内超新星爆发有很大的不确定性和普遍性。会一直持续存在。

银河系中的超新星爆发能产生大量高能宇宙射线

地球上的生物对宇宙高能射线似乎没有什么感觉。这不仅是地球磁场和大气层的功劳,还要得益于太阳的保护。太阳系也存在一个星系磁场,对宇宙射线有一定的屏蔽作用。

|在火星还是住在地下比较好

但是如果人类未来登陆火星,一旦进入太空航行,便失去了地球磁场和大气层的保护,长达几个月时间暴露在太阳和宇宙高能射线的辐射环境中,风险极大。

另外,登陆火星后,由于火星没有磁场,大气层也非常稀薄仅为地球的1%,在火星地表人类仍然要受到太阳风和宇宙射线的影响。

火星没有磁场保护,大气层含量仅为地球的1%,环境恶劣

为此NASA做过测算,2012年好奇号火星之旅,搭载过一台“辐射评估探测器”(RAD),使用它来测量中途和降落火星后遭受的辐射程度。

结果显示,火星之旅一个来回1年多的路程中,一位宇航员可能会受到0.662西弗的辐射,相当于NASA对宇航员在整个职业生涯中受到的总辐射极值的62%,这还仅仅是来回途中,不包括人类登陆后在火星表面受到的辐射。

在火星直接住在这种带透明玻璃的单薄设施内,恐怕是自杀行为

根据此前的探测器发回的数据显示,火星表面平均辐射水平是国际空间站内宇航员受辐射水平的2.5倍,是地球表面辐射水平的13倍。长期暴露在这样的辐射环境下,人类健康堪忧。

|实现人类火星永久居住,还有很多事要做

当然,人类要想登陆火星并建立长期居住点。辐射问题只是面临的困难之一,还有更多需要解决的问题。

比如返程需要的燃料提炼问题水和食物的持续供应低重力环境下人类生理的变化,甚至于人多了之后产生的社会问题,以及火星和地球的关系处理等,都不是一个公司或一个机构一朝一夕能够解决的。这些问题需要全世界国家跨领域的共同努力,才能实现。

马斯克设想的未来火星城市

所以,马斯克那个建立火星永久居住点的商业PPT,大家看看激动一下就罢了。只搭起来了蓝图和框架,算是起了个标题,文章要写好,还得看下面的每一个字怎么写。当然,我们相信只要人类足够团结,花上足够的时间,这些难题终将会解决。

未来火星地下基地想象图

或许未来生活在火星上的人类,走出地下住所之前,得先看一下火星天气预报里那项辐射预警指数,才好出门吧?

欢迎关注脑洞科学社,原创科学故事定期更新。

文章来源网络,版权归属原作者,未注明作者均因传阅太多无从查证。本站为公益性非盈利网站,在本网转载其他媒体稿件是为传播更多的信息,此类稿件不代表本网观点。如果本网转载的稿件涉及您的版权、名益权等问题,请尽快与我们联系,我们将第一时间处理!
  • 多瓦太赫兹半导体“量子级联”激光器的突破

    提出了一种用于等离激元激光器的锁相方案,其中,行进的表面波将表面发射激光器阵列中的多个金属微腔纵向耦合。对于单模太赫兹激光器,证明了多瓦的发射,其中从激光阵列辐射的光子比在阵列中吸收的光子多,这些光子是光损耗。Lehigh的光子学和纳米电子中心的研究人员使用新的锁相技术,实现了太赫兹激光器的创纪录的

  • 美国火星车出现故障进入安全模式!温度突然降低,NASA正在施救

    编者按:刚刚发射不久的毅力号火星车突然出现局部温度偏低,NASA正在施救,火星车已经进入了安全模式。美国宇航局的说法是可能发生之后火星车的一部分轨道处于地球的阴影下,没有获得光照,导致了温度比预期的要低一些。宇宙印象|头条独家深度科普栏目第1410期根据美国宇航局最新消息,7月30日发射的毅力号火星

  • GitHub 开发者自制火星车,教程全面开源,网友:这太酷了

    未来,人类有可能在火星生活吗?不管你信不信,反正大家已经开始期待了。随着一系列火星升空,网友们也大开脑洞,提出了一系列问题:将来我们能不能在火星上建旅馆?火星上能不能采矿?在火星上可以开展哪些科学实验?等我们移民到火星,该种什么菜吃?而这一切答案都要依赖我们不断的对火星探索,这其中一个很重要的探索工

  • 看不见的暗物质,研究它有何用?科学家:或可以颠覆万有引力定律

    当我们开始对宇宙之中的引力、行星、气体云、黑洞等内容进行探索的时候,这其中有超过85%的物质本源对于人类来说是未知的,所以这并不是暗物质存在与否的问题,而是我们对宇宙认知阶段问题。就我们现在的科技水平而言,“暗物质”或许并不符合我们对于它命名的理解,因为这个称谓表明了它是一种物质,这意味着我们对它是

  • 看不见的物质,就真的不存在的吗?

    在宇宙中,有一种非常鬼魅的粒子中微子,由于它质量非常小,速度非常快,而且很少与其他物质发生相互反应,因此被称为宇宙中的“隐身人”。虽然我们肉眼无法看到中微子,但中微子却实实在在存在我们的宇宙之中。看不见的中微子在19世纪末时,科学家们在对放射性进行研究时,发现物质在β衰变过程中有一部分能量缺失了。我

  • 中国探月工程首席科学家欧阳自远:将火星改造成地球需要多长时间

    近日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射升空。在遥远的未来,火星会成为我们的第二个“家”吗?请听中国探月工程首席科学家、中国工程院院士欧阳自远在“书香上海”名家之作系列讲座活动中讲解人类改造火星的方法。以下是演讲的部分内容。『怎样再造一个地球』人类为什么对火星感兴趣?因为在太阳系中,火星

  • 一个存在已久的宇宙之谜解开!科学家发现死星发射出的混合辐射

    来源:欧洲航天局日前,包括欧洲航天局(ESA)整体高能太空望远镜(Integralhigh-energyspaceobservatory)在内的一组全球望远镜合作项目探测到一种独特的混合辐射,这种混合辐射来源于我们银河系中的一颗死星,这种现象以前从未在这种类型的恒星中出现过,这可能会解开一个存在了很

  • NASA刚刚确认:毅力号火星车出现技术故障,航天器已进入安全模式

    【ALENG自媒体】7月31日早间自媒体专稿,俗话说,好事多磨。对于美国宇航局(#NASA#)的毅力号火星车来说,这句话真是再贴切不过了。在接连3次推迟发射之后,毅力号在火星发射窗口关闭前的最后一刻顺利发射升空,但是刚刚传来的消息却再次让人揪心:美国宇航局确认,毅力号火星车目前遭遇技术难题,为确保火

  • 太阳的寿命还剩下50亿年,人类能够在地球生存到那个时候吗?

    地球是一颗美丽的生态星球,也是人类生存了数百万年的家园。地球之所以能够成为宇宙中稀有的生命星球,一个很重要的原因,那就是有太阳无私的恩赐。相信很多朋友都知道太阳系是以恒星太阳为核心,整个星系最重要的天体就是太阳。太阳系因太阳的诞生而出现,没有太阳自然也就不会有现在的太阳系。要知道在50亿年前,太阳系

  • 凭借数十年前样本,科学家揭秘英国巨石阵石料来源

    据路透社报道,科学家们已经解决了关于巨石阵的一个持久的谜团,凭借一个在美国保存了几十年的核心样本,确定了英国威尔特郡著名纪念碑中许多巨石材料的来源地。本周三,研究人员称,地质化学测试表明,巨石阵52块浅灰色砂岩巨石(格萨尔森)中的50块共同起源于威尔特郡马尔伯勒丘陵边缘的一个名为WestWoods的