构想人类未来在火星的家 冰屋400天充气 能感受日光

撰文: 黄珮瑜
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荷里活影星麦迪文(Matt Damon)主演的《火星任务》(The Martian),主要讲述太空人Mark Watney意外滞留火星后,如何在极端恶劣的环境下求生。现实中的火星探索任务当然同样艰巨无比,氧气、气压、食物、住屋等都是人类必须解决的棘手问题。美国太空总署(NASA)最近就公布火星居所的概念设计,就是利用火星的地下冰作原材料,建成冰屋。太空总署的工程师称,这座冰屋可以抵御辐射和极端气候,而且会为太空人带来家的感觉。

(美国太空总署)

登陆甚至移居火星是人类探索太空的一大目标,美国太空总署早前已经提出要在2030年将人类送上火星。不过在实践这个梦之前,人类必先解决火星的居住问题,包括如何在这颗“红色星球”上建造房屋?建筑材料从何而来?如果将建材从地球运往火星,成本未免太高昂了,所以只能取自火星。

美国太空总署最近就公布火星栖息地的构想,就是就地取材,利用火星的地下冰作为“建筑原材料”,建造太空人的居所。太空总署的声明称工程师们评估了许多“疯狂、别开生面的想法”,最终一致认为冰屋是最好的方案。根据概念图,火星冰屋是个巨型的半球体,最特别的是,屋的表面其实是一层透明薄膜,注水之前就像一个大胶袋,运送上火星后才注入水,然后结成冰,简而言之它就像一间充气屋,只不过内里不是空气,而是冰。

为了控制室内温度,外部冰层与室内生活空间之间还有一层利用二氧化碳气体填充的绝缘层做隔断。而冰屋内部则划分成不同的空间,分别作图书馆、实验室、温室、睡房、客厅等之用。

当你经过几个月的太空之旅,抵达火星之时,你的新家已准备就绪,等待你随时入住,这将会是一个伟大的日子。
美国太空总署工程师肯普顿

冰屋透光 太空人宛如置身家中

冰屋由太空总署兰利研究中心(Langley Research Center)的团队设计,有份参与设计的工程师肯普顿(Kevin Kempton)表示:“我们选用的物料都是透明的,好让日光能够进入室内,令太空人有如置身家中,而非住在山洞内。”而冰屋的另一个优点就是结构质量轻,容易运送上火星。肯普顿说:“它质量轻,方便以机械人运送及组装,在太空人到达火星前已为冰屋注满水。”

美国太空总署早于2015年9月,已经找到证据支持火星目前仍然有液态水的存在,因此只要在登陆火星时,选择降落在拥有大量冰的地区,就可以取之于当地,用冰来做建筑材料。同时,水也是太空人生存以及种植农作物不可或缺的资源。

而今次的设计还善用了水的各项优点,包括能抵御辐射、保留透光度以及作为后备储水池之用:首先,水能够抵御宇宙射线辐射。宇宙射线是太空人在火星居住时,必然遇到的最大危险,高能辐射会令身体细胞内的DNA断裂,造成细胞突变,引发癌症和急性放射性疾病,而冰层就可隔绝宇宙辐射射线,为太空人提供足够的保护。除此之外,冰屋本身亦是一个后备储水池,除了能让太空人应急外,水亦可转化为火箭燃料,供太空人离开火星时使用。

建造冰屋需400天 技术上仍困难

冰屋虽然优点多,惟技术上仍面对种种困难,其中一个关键问题是每天的地下水抽取量。根据美国太空总署的估计,他们每天只能抽取一立方米的地下水。若按照此速度推算,要填满一间冰屋便需要400天,因此人类展开火星任务前一段时间,便要着手准备建造冰屋了。

其实亦有科学家曾经提出过在地下挖洞,作为太空人的栖息之所,不过美国太空总署的工程师始终希望让太空人感觉置身家中,因此坚持建造有日光的居所。肯普顿说:“当你经过几个月的太空之旅,抵达火星之时,你的新家已准备就绪,等待你随时入住,这将会是一个伟大的日子。”

(资料来源:美国太空总署)