摘要:“部分地区多云,偶尔甲烷阵雨”,这是韦伯望远镜团队,5月14日发布的土卫六天气预报。有机分子是地球生命演化的重要基础,而在这颗笼罩在淡黄色雾霾的极寒星球上,有着和地球相似的天气系统,海量的甲烷从地表蒸发,上升到天空形成甲烷云。然后,再以降雨方式落下,形成了土卫
“部分地区多云,偶尔甲烷阵雨”,这是韦伯望远镜团队,5月14日发布的土卫六天气预报。有机分子是地球生命演化的重要基础,而在这颗笼罩在淡黄色雾霾的极寒星球上,有着和地球相似的天气系统,海量的甲烷从地表蒸发,上升到天空形成甲烷云。然后,再以降雨方式落下,形成了土卫六独特的甲烷循环气候。这一切都归功于土卫六厚重的含氮大气层,厚重的大气层不仅能避免水气流失,还能削弱来自宇宙空间的辐射,使土卫六长期被认为是继地球、火星、月球以外,太阳系第四个适合人类改造居住的星球。尽管目前人类重返月球都困难重重,登上火星更是遥遥无期,但这并不妨碍我们畅想土卫六“地球化”的未来。
土卫六是最大的土星卫星,它距离地球最近点12.75亿千米,相当于地球往返太阳四次,半径2600千米左右,体积比月球略大。按理说,以土卫六的质量,在太阳风的吹拂下,它最终应该演化为一颗荒凉的冰卫星,没有大气层,也没有水。但得益于土星提供的强大磁场,将土卫六笼罩其中,土卫六拥有4倍厚度于地球的氮气大气层,气压也仅相当于地球潜水15米,与火星金星,形成了鲜明对比。与此同时,土卫六虽然比月球略大,但由于大量水冰的存在,土卫六的实际重力,其实与月球相当。换言之,如果在确保保暖和氧气呼吸的情况下,人类可以驾驶单人甲烷飞行器,在整个土卫六表面像只鸟一样,到处飞行。
而且,土卫六看似荒凉冷酷,地表温度低于零下180摄氏度,但正如前面提到,土卫六上有非常活跃的甲烷循环气候。换言之,相比更危险的木星和土星,土卫六由于其低重力,低气压,更适合作为太空能源矿场和外星加油站。有数据显示,土卫六表面的液态甲烷湖,面积相当于2.5个韩国。在土卫六赤道范围,还被探测到有30%的碳氢化合物“沙丘”,千万别被沙丘的名字迷惑,根据成分分析,土卫六上的碳氢化合物,更接近极低温气候下的固态石油。有分析认为,土卫六赤道上已被探明的黑色“沙丘”,所包含的有机物和可以转化的能源,是地球已探明煤炭储量的几百倍。
这些海量的资源,除了直接给太空飞船“加油”,还可以就地合成聚乙烯塑料,人造橡胶,并直接用于发电,乃至电解土卫六表面水冰,制造氧气和水源。其中,聚乙烯塑料可以用于盖房,人造橡胶可以用于精密仪器制造。以及,地球上的氮气氧气比四舍五入大概是8比2,而土卫六氮气含量几乎是100%。如果利用土卫六上的甲烷能源,进行大规模的电解水以获得氧气,可以说土卫六是太阳系除地球外,最有可能实现人类自由呼吸的星球。当然,这还需要解决氧气极低温度下的液化问题,也就是需要找办法让土卫六大幅升温。
其实,让行星升温,在技术上完全可行,只是工程量极大。金星在宜居带边缘,虽然实际距离太阳更近,但地表温度也不应该超过400度。但由于厚重的二氧化碳大气层,金星内部温室效应极其严重,以至于金星甚至比水星更热。所以,说回到土卫六冷酷的气候,土卫六本身就被推测在水冰之下,隐藏着大量二氧化碳并未释放。同为土星卫星的土卫二,也经常从地壳喷射液态二氧化碳。土卫五大气中,70%是氧气,30%是二氧化碳。通过建造太空电梯和空间加工站,可以在更低的温度下,让土卫二和土卫五的氧气和二氧化碳转换为固态。然后,通过太空电磁弹射轨道,直接射向土卫六,温室效应日积月累,只要土卫六温度提升至零下100度,就可以确保氧气(液化临界温度零下118度)以气体形式长期存在,同时又保证甲烷能够以液体存在(液化临界温度零下83度),并且,随着土卫六表面温度上升,甲烷循环过程将被放缓,更有利于人类开发。
而初期来看,在新手村阶段,也就是2100年之前,对于土卫六的地球村改造,还是先需要建造一座规模较小的全封闭式生态村作为落脚点,生态圈开采甲烷直接发电供暖,或者由冰火山提供地热,当然从地球运输核聚变装置至土卫六,也是解决生态村温度的选择之一。现在,NASA已经准备发射一架名为蜻蜓号的探测器,直接降落土卫六,执行为期两年半的探测任务,为后续开发踩点。站住脚跟后,就是探测资源开发资源,比如建造电解水工厂,甲烷湖开采工厂,使土卫六开发产生经济效益,推动土卫六资源的大规模开发。
然后,直到人类完全解决可控核聚变的低成本应用,以及掌握太空电梯,太空弹射轨道等一系列技术后,再向土卫六注入温室气体。除了二氧化碳,一氧化二氮或者氟化碳等超级温室气体,如果能实现低成本大规模制备,并由太空弹射轨道直接投射到土卫六,可以更快实现土卫六接近地球极寒地区环境。
不过,在开发土卫六之前,还有许多社会问题需要解决,首先就是人类是否有权利改造星球?对星球的改造,不是建造一座水坝,种一片森林这么简单,其长期投入导致的环境变更,进而导致的环境破坏,几乎是改头换面的。即便,人类具有改变行星的能力,也会遭到环保派和保守派的强烈反对。折中的方案是在土卫六上划定“人类特区”,比如20%用于人类开发资源和居住,剩余80%仍保留原始地貌作为行星公园,仅作为科学研究。然而,无论将来如何开发土卫六,可以确信的是,作为人类迈向星辰的见证,人类脚印迟早会踏上这颗淡黄色的甲烷星球。
来源:纵览网