地球的另一个邻居，在厚重的云层之下，也许隐藏着第二家园

火星一直以来都作为人类潜在的“第二家园”而吸引着大众的目光，然而，我们是否忽略了观测金星会给我们带来什么？

时至今日，总共有11个机器人执行过探索火星的任务，这其中包含了对轨道的探索，着陆的探索，以及漫游的探索。作为太阳系内第二个宜居星球，这些探索任务试图解开一些关于火星过去的关键问题——其中最重要的是，火星在过去是否存在过生命（或者现在仍然存在生命！）

这些任务致力于在这短短几年内取得重大进展，并且在接下来的几十年里完成载人飞行任务。

在这些基础之上，有的人希望在火星上创造新家园，这将可以为人们在火星上长期居住提供条件，甚至会由此诞生火星人。

这种猜想引出了一系列问题，诸如火星的环境，还有人们是否真的可以适应在那里长期居住。虽然有一些策略可以在短期内保证饮食，水源，居所，还有阻挡辐射等问题，但也有一些人认为，要想长期的居住在火星上，还需要严谨的生态工程——又称为外星环境地球化。

也许通过一些努力，火星确实可以配得上它的另一个名字：“地球的双胞胎”。但是在我们聚焦人类移居火星的同时，我们似乎忽视了地球的另一个邻居。以地球的“姊妹星球”闻名的金星，有许多理由可以成为人类长期居住的最优选项。

但是有什么优势是地球的“姊妹星”可以提供而“地球的双胞胎”提供不了的呢？事实证明，如果我们愿意开展这项工作，我们确实可以得到一些优势。提前向罗伯特·祖布林、詹姆斯·洛夫洛克和埃隆·马斯克道歉，让我们复习一下他们分别是什么：

1、火星上的生活

除了地球之外，火星是太阳系内最适合居住的行星。正因如此，我们目前探寻外星生命的注意力都集中在这里。尽管如此，最可能成为下一个宜居的星球并不等价于火星是生命的摇篮。

图片来自：NASA/JPL加州理工学院/康奈尔大学/亚利桑那州立大学。

首先来说，火星表面的平均温度大概在-81华氏度（62.7摄氏度）左右，比起地球的地表平均温度，57.2华氏度（14摄氏度）来说是非常低的。而且火星表面不同地方的温度差异也十分大，温度差异涵盖了从夏季赤道的68华氏度（20摄氏度）到冬季极地的-243华氏度（-153摄氏度）。

火星上的空气是由大量二氧化碳（96%）以及微量的氩、氮和水蒸气组成的有毒气体，并且大气压强还不到地球的百分之一。所以比起有毒来看，更重要的是火星上的空气稀薄到我们根本没有办法吸入。

还有辐射的问题。在地球上，居住在发达国家的人们平均每天要接触的辐射量为0.17毫希弗，一年接受的辐射总量为62毫希弗。但是，火星表面一天的辐射量大概在0.73毫希弗，一年大约有266毫希弗。这个强度相当于是地球的四倍，如果是在太阳的活跃期，结果会更糟。

最后，还有重力的问题。在地球上，所有陆地上的有机体都进化自同一种环境，那就是物体做自由落体运动时其重力加速度都是32英尺/ s²（9.8m/ s²）。而在火星上，重力加速度大概只有地球的37.5%，大概是12.208英尺/s²（3.721 m/ s²）。

正在进行的研究表明，暴露在微重力下对人的身体都会造成严重伤害。虽然对低重力究竟会造成什么影响的研究比较少——比如说对月亮和火星的影响——但是长期暴露在这样的环境下无疑会造成相同的影响。

2、地球化的救援行动？

常理上来说，除了重力问题之外，所有其他的问题都有解决对策。比如，我们可以通过在火星表面搭建一个足以维持大气环境和阻挡强烈辐射的场所，来削弱极端的温度和高辐射带来的影响。

世界各地的航天机构和商业航天机构目前正在探索使用火星表土，冰和其它原料的方法——一个被称为原地资源利用的工程（ISRU）——这个项目是为了创造出带有可以阻挡辐射外墙的栖息地。这个工程同时也会含有内部加压装置，来保证足够的大气压强。

食物，水以及能源同样可以通过不同的ISRU途径实现就地取材。可以用火星的土壤来种植食物，用火星上的冰来提供饮用水以及灌溉用的水，还可以用太阳能和风能来发电。这样表明，火星上的生态环境是可以进行改造以适应地球生命形式的（这个过程就称为环境地球化）。

正如我们在之前的文章中提到过，火星想要地球化有很多方式。在所有的方案中，都包含以下三个步骤：增加大气密度，提高温度，融化两极的冻冰。幸运的是，这三件事是相辅相成的，并且可以通过只做一件事就得以实现：引发温室效应。

图片来自：NASA

想要达成目的方法之一就是引进一些挥发性化合物，诸如氨和甲烷，这两种气体的储量在太阳系内都十分丰富。而且这两种气体都能够引起强烈的温室效应，并且氨气（大部分是氮气）还可以分解为一种缓冲性气体，从而增加大气的浓度。

其他可以造成温室效应的气体，比如氟和氯氟烃，也曾被考虑过用来提高表面温度。另一个被考虑过的方案是用低反照率（暗）物质或植物来覆盖火星表面，以此来增加表面可以吸收的热量。卡尔·萨根就建议在极地地区采取这样的方法来融化冰盖。

有一些更加直接的想法，比如在环绕火星的轨道上使用镜子将太阳光投射到被冰覆盖的区域。这个方法对于火星南极的冰覆盖区十分有效，因为南极的冰大部分是由干冰组成（冷冻的二氧化碳）。CO2和水蒸气的蒸发也会对温室效应的形成造成深远的影响。

还有一些其他的想法像地表投掷流星、小行星或冰甾体（特别是那些大量的挥发性元素）。这些办法都会扬起大量的灰尘，从而导致大气层吸入更多的太阳辐射。有的人甚至建议使用核装置（说的就是你，马库斯）融化极地的冰盖，并把碎片抛向空中。

为了确保新的大气不会随着时间的推移而消散，NASA的科学家们建议在火日L1拉格朗日点安装一个人工磁屏蔽。随着火星大气浓度的增加，磁屏蔽也可以逐渐减少火星表面的辐射量。

当这一切都尘埃落定时，火星的大气从之前的难以吸入到可吸入的转变就开始了。一个普遍认可的想法是通过引入光和生物，比如蓝藻和地衣，将CO2转化为氧气。还可以通过人工大气处理器来加快这一进程。

除此之外，唯一的问题就在于重力，毕竟没有办法长时间解决这个问题。一方面，人们将来也许可以通过一些药物医疗手段来解决我们长期生活在火星重力下造成的生理以及精神问题。另一方面，还可以通过在火星轨道上建造旋转的空间站来【…?】

尽管如此，但由于火星的微重力环境，所以还是会带来一些弊端。假设我们想建造一个与地球大气压（101.325千帕）相同的大气环境，随着时间的推移，最终只能保持在期初的38%左右（38.44千帕）。这意味着火星上的空气对我们来说总是太稀薄而不适，人们仍然需要随身携带氧气包。

图片来源：NASA/JPL-Caltech

3 金星的情况

与火星相同，金星的过去与现在大不相同。各种探索任务的数据显示，在不久之前（从地质方面来说），金星还是一个温暖潮湿的世界，海洋的覆盖率达到了80%。其实这符合科学家们早期对金星样貌的猜想，但是在苏联的Venera和美国宇航局的Mariner探测之后才知道，今天的金星是一个多么可怕的地方。

不仅如此，理论上来说在7亿年前，金星还是一个温度适宜且被海水覆盖的星球。但这一切都随着5亿年前一场全球性的事件而结束了，大量的岩浆从地幔中冒出，并且释放出了大量的CO2到大气层中。

这些岩浆在接触到地表之前就已经凝固了，所以对地壳重新吸收CO2造成了阻碍。接踵而至的就是失控的温室效应，引起了剧烈的气候变化，也造成了今天我们看到的金星气候环境如此恶劣。

如果说，金星可以回到它原来的样子——通过改善温室效应（这是有可能的）——人类将会有一个与地球在大小，质量，重力等方面都大致相同的近邻。让我们来比较一下：

金星是距离地球最近的一个星球，最近的时候距离我们大概2370万英里（3820万公里），最大的时候大概6200万英里（2.61亿公里）。由于二者之间的轨道性质，地球和金星每隔584天（一年7个月）就会迎来一次最近距离的接触，也就是我们所知的“下合”

反观火星，地球和火星之间的平均距离大概在1.4亿英里（2.25亿公里）左右，最近的时候大约是3460万英里（5570万公里），最远会达到2.49亿英里（4.013亿公里）。两者之间每26个月（2年2两个月）才会迎来一次最近距离，这就是所谓的“对立面”，也是我们所知的太阳和火星位于天空的对立面（从地球上看）。

所以，金星不仅仅是比火星离我们更近，而且与我们的近距离接触也更频繁。这意味着如果我们探索的目标是金星，那么我们执行任务的频率会更频繁，并且花更少的时间到达目的地。

其次是金星的重力问题，相当于地球重力的90%——8.87 m/s² (0.904 g).与火星比较起来，火星的重力只有地球的38% (0.3794 g).这意味着对于将来的居住者来说，在金星上经历与低重力相关的抗将风险相对火星上来说要低得多。

当然，金星（就今天的金星来说）也有它的挑战，想要居住在那里十分困难！考虑到人们想要大规模的居住在那里，地球化并不仅仅是一个好的想法，而是一个必要条件。否则，他们就必须要接受生活在云层中浮动的城市里（这也是完全有可能的！）。

4 认识地狱

首先，金星是整个太阳系中最热的星球。地表的平均温度达到了867 °华氏度(464 °摄氏度)——这个温度足以融化像锂和锌的金属。大气层是有毒的烟雾，主要由二氧化碳和微量氮、二氧化硫和水蒸气组成。

但与火星不同的是，金星上的大气压力高达9100千帕——这是地球大气压强的90倍。一个人想要在地球上体验这样的压力，需要潜到海下3000英尺（910米）。所以除非你拥有一个可以承受极端的压力和高温的汽车，否则你哪儿也去不了。

但仅仅如此还不够，从高层的大气层中观测到，金星的大气中弥漫着由硫酸构成的云和酸雨，虽然酸雨可能不会再地表附近凝结。但是航天器想要着陆就要先穿过厚重的酸性覆盖层。

金星的自转周期也是所有行星中最慢的，大概要经过243个地球日才可以绕其轴线自转一次。除此之外，金星自转的方向与太阳的方向相反（逆行自转），天文学家们仅在另外一个天体上观测到过这一现象（天王星）。

相关的问题：什么是“宜居带”，我们如何定义它？

【…..】，金星上的一个“太阳日”大概持续116.75天。如果一个观测者在金星上进行观测，就会发现，太阳落山再升起需要将近4个月的时间（与地球上24小时相比较）。

金星还是等温的，这意味着在金星上面没有温度的变化。这是由于其厚重的大气层，以及缓慢的自转和低轴向斜率（3°，地球的有23.5°）造成的，这也表明在金星上不会有四季的变化，或者是我们熟知的昼夜循环。

如果你觉得这听起来像是但丁的地狱之旅，那么你就是步入正轨了！但通过一系列正确的努力，这个地狱一般的地方也可以成为像热带岛屿天堂一样的地方。

5、长时间的降雨

幸运的是，有了正确的生态技术和肯付诸努力的态度，金星可以被地球化为一个拥有温和温度和无尽海滨的海洋星球。与火星一样，过程可以归结为三个主要目标。它们包括：

1. 降低大气压强

2. 降低温度

3. 将大气环境转变为可供吸入的氧气

与改造火星一样，改造金星的三个条件也是相辅相成的关系，尽管他们是站在对立面。幸运的是，金星有很多的准备工作需要做，最终的结果也会让人类更容易适应。第一个提出方法是卡尔·萨根，他在1961年发表的一篇题为《金星》的论文中有所提及。

卡尔·萨根在这篇论文中提出，可以在金星的大气层中种植基因工程蓝藻，使大气中的二氧化碳逐渐转化为有机分子。不幸的是，随着对硫酸云和太阳风的发现，这个方法也变得不切实际了。

30年后，英国人保罗伯奇在其1991年的论文《快速地球化金星》中，提出了另一个地球化金星的途径。根据伯奇的阐述，在金星的大气层中注入氢气将会产生化学反应，产生石墨和水。石墨会被隔离，而水则会以雨的形式下落，覆盖80%的海洋面积。

图片来自：J. Whatmore/ESA

这个方法提醒了众多科学家，他们在航天时代之前想象中的金星是什么样子的——金星浓密的大气层曾经被认为是由雨云组成的。因此，“长雨”（奥拉夫·斯台普顿的一篇关于金星的科幻短篇小说）已经成为地球化金星的同义词。

另一个方法是由行星物理学家马克·布洛克和天体生物学家大卫·H.格林斯彭在一篇名为，“金星气候的稳定性”的论文中提出，他们建议在金星的大气层中注入大量的精致镁和钙，这样二氧化碳就可以中和为碳酸钙和碳酸镁。

还有一个办法是由桦树和著名的航空航天工程师和太空探索倡导者罗伯特祖布林推荐的。他们建议通过遮阳的方式，这个方法会涉及到在金星的大气中使用一系列小型的反射航天器来分散阳光，从而降低全球温度。

或者，可以在金星-太阳L1拉格朗日点放置一个巨大的屏障，限制抵达金星的光照总量。这个屏障同样可以防止金星的大气层被太阳风吹散，同样也可以阻挡太阳辐射。

这个方法可以降低全球的温度，使大气中的二氧化碳液化或者凝固，从而使其沉降在地表（这样可以将其搬离金星或者是埋在低下）。

在2003年，NASA的科学家Geoffrey A. Landis发表了一篇题为“殖民到金星”的文章，他在文中表明了如何在金星厚重的云层上修建城市。在这个海拔高度上，温度对人类来说可以忍受，并且大气的浓度也可以支持城市保持漂浮的状态。

这些城市在为殖民者提供居所的同时，也可以充当太阳护盾和加工站。随着时间的推移，金星的大气层变得不那么浓时，城市就会迁移至星球表面成为地表建筑的一部分。

另一个建议是加速金星的自转，这可能还会带来行星产生磁场的额外好处。有许多方法可以加速其自转，比如用大型小行星撞击金星表面，或者使用质量驱动器或动态压缩构件向金星表面传递能量和动量。

这一方法还可以创造像地球一样的昼夜循环机制，并从一定程度上降低金星的大气浓度。类似地，大质量的驱动程序或太空电梯可以从金星的大气层中挖掘云层并将其喷射到太空中，随着时间的推移，云层也会逐渐变薄。

6、海洋星球

这一系列措施的最终结果就是，金星会回到前身的状态。这意味着金星会变成一个大部分地区都被海洋覆盖的星球。由于金星的地质特征和海拔高度的微小变化，金星表面基本上是一个巨大的群岛，有几个较大的大陆。

图源：NASA

坐落于北半球的一块大陆，伊斯塔-特拉就是其中之一，面积大致介于澳大利亚和美国大陆之间。金星的最高点，Maxwell Montes（白色标示）就在这里，这座巨山高36000英尺（11000米）——比珠穆朗玛峰（29000英尺；8850米）还高，直径近500英里（800公里）。

另一个大陆是阿佛洛狄忒（Aphrodite Terra），位于赤道的位置，并且面积是伊斯塔的四倍。第三个大陆是“夫人”（Lady Terra），比阿佛洛狄忒稍小一些。根据美国宇航局戈达德空间科学研究所（GISS）的研究，地球表面的其余部分均被海洋覆盖，深度从30英尺（10米）到大约1000英尺（300米）不等。

想想加勒比海，波里尼西亚和希腊群岛，但再想象一下全球性的尺度！为了更好的想象出这是怎样的景象，可以看看这张地图！正如之前提到过，这颗行星的表面引力非常接近地球。这将使适应新世界更加愉快。

随着时间的推移，人们可以在金星上培养陆地上的生物，如植物、树木、细菌和水生植物等物种。经过这些改造，可以让金星迎来物种大爆发，并且朝着热带的环境发展，在更大的陆地上有生物多样性的丛林，以及数不胜数的海岸线。

7、可行性

你可能已经注意到了这一切的弊端。如果你觉得改造金星需要付出巨大的努力，在那里建立居所是非常具有挑战性的事，那么你的想法绝对是正确的！虽然金星可以被改造成它曾经的样子，但是需要投入的时间，精力，以及资源都是难以估计的。

埃隆·马斯克曾经用房地产的比喻总结了在火星上创建一个自我供给的城市所面临的挑战。在2012年接受CBS“今日早晨”节目的采访时他谈到：“一开始你需要住在一个穹顶里，但随着时间的推移，你可以将火星地形化，使其看起来像地球，最终在没有任何东西的情况下在外面走动…所以这对于一个火星来说是一个【….】”

如果我们将火星视为我们的未来，‘fixer-upper’绝对是一个合适的描述。如果有一天我们想大规模的移民去火星，我们就必须要改善上面的环境。即使如此，也有一些长期的挑战，我们可能永远无法解决（比如说，微重力问题）。

但是可以说的是，火星也已经“做好了准备”，这也就是说在不久的将来可以在火星上可以建造出容纳几百人的城市。随着时间的推移，这些定居者会渐渐的改善火星的环境，使其可以让越来越多的移民者适应。当它完全适应于居住的时候，所有的危险都有可能得到解决。

相对来说，金星是一个“完全拆除并重建”的过程，并且这个过程伴随着一系列棘手的问题！我们虽然知道这个地方可以转变成一个美丽的家园，并且这里的房价还会疯涨。但是我们要考虑的是在这之前要长期投入的巨大的时间成本和资金成本。并且到那时，我们所能做的也就是把少数人送过去。

当然，如果我们愿意从长远的角度考虑，并假设人类确实有一个“行星际”的未来，就没有理由设想我们最终不能让火星和金星成为人类的第二家园。用一个常说的比喻来说就是，【…..】。

如此一来，我们就可以将我们的注意力多放在处于我们家园的另一边，需要拆掉的并重建的地方，将它修建为容纳我们或者我们子孙后代的万美家园。一旦人类搬入，我们就可以放心的认为，即便是我们其中的一个家园倒塌了，也不会牵扯到我们所有的人！

BY: Matthew S. Williams

FY: 飘

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