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第39章 火星旅行的呼吸与饮食

利用载人航天飞船到火星上进行科学考察、旅游一直是人类的梦想之一。但是如果有一天此梦成真,抵达火星后的人类能否适应生存?在火星上又该吃些啥呢?

山姆教授只能说,目前来开还是困难重重。

飞往火星单程一般需要半年左右的时间,长期处于微重力状态,会出现肌肉松弛或骨质变轻等太空综合征。而到达目的地后,旅游者面对的是一颗荒芜的星球,没有大气和水,也没有任何事物。而且环境相当恶劣,平均温度为零下23℃,昼夜温差远大于地球,而且大气稀薄而干燥,这些都将是对人体的挑战。

但即使只是去火星上进行短期实地考察或旅行,想要自己携带空气和饮水也是比较困难的,如果想在火星上建立长期旅游、考察基地,就更不可能从地球上运送这些生命必需品了,惟一的办法是在火星上就地解决这些问题。因此,要想实现火星旅行,科学家首先要设计好解决人类火星生存问题的方法。

自然资源科学家唐·萨多韦设想了利用火星土壤中的普通铁矿石产生氧气的技术。

由于火星地表到处都有富含氧化物的矿石,因此,不必钻深井就能得到这些矿物。萨多韦设计出一种用微型核反应堆作动力的冰箱大小的电化学电解槽,如果给矿石通上450安培的电流使其熔化并电解,就可以使金属混合物从装置的负电极分离出来,而装置的正电极则可以释放出氧气。一个人一天约需呼吸2.75千克氧,而萨多韦设计的电解槽可以从8千克矿石中提取出这些氧,惟一的副产品是铁的混合物。当然,萨多韦设计的电解槽还不能解决火星考察所需氧气的所有问题,因为氧必须与氮混合才能成为适于呼吸的空气。

化学家肯·德贝拉克则介绍了如何从火星上的粘土和矿物中提取饮用水的方法。

尽管美国航空航天局宣布,在火星上发现了冰冻水,但怎样得到冰冻水则是另一回事。况且,在存在大量冰冻水的火星两极不适宜建立研究基地,而且,即使在火星上气候适宜的地区藏有冰冻水,通常也不适宜作为饮用水,因为这种冰冻水很可能太咸。

因此,德贝拉克认为,更好的办法是从火星土壤的粘土和矿石中提取化学合成水。具体方法是将收集的火星大气(含有95%的二氧化碳)加热到31℃以上,再对这些气体施加大于72个标准大气压的压力。在这种情况下,二氧化碳将处“超临界状态”,这时的二氧化碳将成为非常有效的溶剂,从而可将粘土和矿石中的化学合成水分子分离出来,就像人们常常用这类溶剂分离咖啡中的咖啡因一样。

德贝拉克发现,“超临界状态”二氧化碳可以从水合物中提取8%的水,这虽然不算多,但方法简单有效。当二氧化碳压力降低到60个标准大气压时,水会凝结出来,这样得到的水相当干净,只是其中含有少量二氧化碳,而这正是人们经常利用的“碳酸气”,因此可以放心地饮用。

美国的一个研究小组为未来进行火星之旅的宇航员们拷贝了一份火星食谱,这份食谱包括的食物品种样样俱全。这些食物的原料都取自大豆、小麦、西红柿、胡萝卜和一些在火星环境下能在营养液中栽培的作物。不过所有食品全是素食,因为火星的引力只有地球的三分之一,因此,火星宇航员体内的血液中铁的含量要保持低水平。

科学家希望未来能在火星建立食品基地。首批火星旅游者到达火星后,将在星球表面建一个微生物分解池,把尿液和粪便分解成营养物质和水,用于灌溉庄稼。这些庄稼在拥有人造阳光和空气的温室中生长,成为旅游者未来的食物。

美国研究人员还称,经过基因改造的转基因浮萍适合火星生长,而且将是火星旅游者的理想食物,因为每克浮萍比大豆拥有更多的蛋白质。此外,浮萍生长速度很快,一天的时间就能成倍生长。用这些特殊培植的浮萍可制成新鲜的糕点,有利于旅游者及时补充营养。

除了蔬菜和米麦,肉类也不可缺少。在火星上不能放养牲畜,如果航天员想吃肉排或腊肠,可以用牲畜或鱼类的肌肉细胞群培养出鲜肉。美国研究人员已展开实验,从金鱼身上取下新鲜的肌肉组织,放入营养液中进行培养。一星期后,肌肉组织的质量增加了14%。

目前,各国科学家都陆续开发出各种火星食物,相信在不久的将来,火星上的游客们可以吃好喝好呼吸好。

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