尋找下一個地球

文/小牛頓科學教育編輯部 |2022.05.24
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3D列印技術是一種由電腦控制,利用堆疊的方式製造出產品的方法。經由科學家和工程師不斷的研究及改良,3D列印技術不但可以製造出大到讓人可以住的房子,還可以製造出極為精細的汽車引擎。圖/小牛頓科學教育編輯部
圖/小牛頓科學教育編輯部
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近百年來,雖然地球迎來了最繁榮的時刻,但是工業造成的汙染嚴重破壞了環境;快速膨脹的人口就快要超過地球的承載能力;有限的資源卻不斷減少耗盡……面對這終有一天會到來的「人類生存危機」,我們該怎麼辦呢?

科學家將眼光放到地球之外──我們頭頂上那片浩瀚的星空中。

從20世紀60年代的太空競賽以來,數以百計的探測器相繼離開地球,前往探索宇宙,從鄰近的火星、木星、土星,甚至到達了太陽系的邊界。

截至目前為止,科學家已經發現了太陽系中有4個星體可能有液態水存在,它們分別是火星、木衛二 (木星的第2號衛星)、木衛六、土衛二(土星的第2號衛星)。此外,還有一些星體,雖然沒有液態水,但卻有適合生命生長的溫度和壓力,也極有可能存有生命。

星際之旅 漫漫長路



在人類真正踏上星際移民之前,我們要先了解,以人類目前的科技航行到其他星球要花的時間。要飛到最靠近我們的行星:火星,要8.5個月才能到達;而航海家1號,則是花了整整35年才飛到太陽系的邊界。以目前人類的飛行速度,要飛到外星球移民,幾乎是不可能的事情。

目前科學家有兩個方向可以解決這個問題,方法一是尋找蟲洞:根據愛因斯坦的《相對論》推論,宇宙中可能存有連接兩個遙遠星際空間的蟲洞,將大大減少航行時間;第2個方法則是研發「休眠艙」:由於在宇宙間的航行非常久,人類無法攜帶大量的食物和水。因此有科學家參照動物休眠的方式,設計出人體的休眠艙,利用低溫,將人類的體溫、心跳都降到非常低的水準,而讓人體處於休眠狀態,不用吃東西,到了目的地後,再慢慢調升溫度,讓人類從休眠中醒過來。

近鄰首選----火星



作為地球最近的鄰居之一,火星一直是「人類殖民」的熱門地點候選人,當然也就是科學家的主要研究對象。2012年8月6日,NASA發射出的「好奇號」降落到火星表面。

好奇號的成果:1.在蓋爾隕石坑發現大量的鵝卵石。由其光滑的程度分析,它們應該是長期被流水沖刷、磨蝕而成。2.火星的大氣主要由95%二氧化碳、3%氮氣和很少的氧氣組成。3.火星的土壤中含有豐富的水,大約占土壤重量的1.5%~3%,這代表了火星有足夠的水資源,供未來的移民使用。

被水覆蓋----木衛二



地球只有月球一個衛星,但是巨大的木星和土星卻分別有80和83個衛星。這些衛星上有沒有水?在這些衛星上有沒有生命?都是科學家極欲尋求的答案。

2013年,哈伯太空望遠鏡朝向木星的第2號衛星──木衛二,所拍出來

的照片顯示,木衛二不只有水,而且可能是一大片海洋世界,木衛二不時會向天空噴出高達200公里的水蒸氣。科學家還推測,在木衛二表面冰層底下的水量,很有可能是地球的兩倍。而且又以有地熱的模式看來,木衛二大片的海洋應該有洋流。這些條件都證明了,木衛二極有可能有生命。

特殊循環----土衛六



土星的外圍是一圈美麗的土星環,是由冰晶和石頭構成,從地球上觀測時看起來閃閃發亮。土衛六是土星衛星中最大的一個,它不是座落在土星環上,而是在離土星較遠的地方。

透過1997年所發射的卡西尼──惠更斯號探測器,科學家於2006年發現土衛六有一大片海洋。只不過,這個海裡的並不是水,而是液態的甲烷。此外,土衛六也跟地球一樣,不但有流「水」、湖泊、河川,還有厚厚的一層大氣。在木衛六的大氣中大多以氮氣為主,而落下來的雨和雪也是烴雨和烴雪。因此,科學家推測,在這樣特殊的「水」循環下,會有極為特殊的生命型態。



打造月球村

1969年7月20日,人類登上了地球的衛星──月球,這也是歷史上首度踏上地球以外的星球,而這位太空人──阿姆斯壯,還說了一句經典名言,那就是:「這是我的一小步,卻是人類的一大步。」

月球作為地球最鄰近的星體,也是人類第一個探測的目標。我們對於月球有很多的計畫在執行。歐洲太空總署(ESA)計畫在2030年前,在月球上打造一個月球村。ESA打算利用3D列印的技術,採用月球的土壤為材料,在月球上打造一個有學校、市政廳、餐廳、教堂的小村落。

ESA之所以敢大膽的提出這個計畫,是因為在月球的南極上發現一層厚厚的冰(水結成的冰)。因此,地球村的居民只要將這層冰加熱,就可以獲得水源。而如果進一步電解這些水,就可以獲得氧氣和氫氣。氧氣可供人們呼吸使用,而氫氣則可作為生活中的能量使用,以及供應往返地球的火箭使用。



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