我们能给火星造一个磁场吗？NASA疯狂计划：将火卫一改成“电球”

　　火星曾经是一个类似地球的世界。当生命在35亿年前的某个时间出现在我们的蓝色星球上时，火星可能也是一个存在河流流动的星球。结合厚厚的大气层、屏蔽辐射的磁场以及各种有机分子，火星拥有形成和支持我们所知的生命的有利条件。

　　然而，这颗红色星球在30到40亿年前的某个时候失去了磁场，这使得太阳风——来自太阳的持续高能粒子流——撞击并剥离了这颗行星的大部分大气层和地表水，导致火星变成我们今天看到的寒冷荒漠。

　　虽然火星被认为是人类最有机会移居的星球，但不管NASA还是马斯克的“火星计划”有多诱人，火星殖民的一个主要挑战是——火星没有磁场。而发表于arxiv服务器上的一项新研究中，科学家提出一个绝对疯狂的计划，利用火卫一给火星造一个人造磁场！

　　“火星地球化”的设想一二三！

　　火星的大气层太薄太冷，无法在其表面支持液态水。由于大气压力仅为地球的 0.6%，任何地表水都会迅速蒸发或冻结，因此科学家提出了“火星地球化”，旨在将火星变成类似地球那样的宜居环境。

　　I.核爆火星（Nuking Mars ）

　　SpaceX 马斯克建议我们可以通过在火星极地上空核爆来改造火星。他认为辐射不会成为问题，因为爆炸发生在两极的太空中，但释放的热量会使冻结的二氧化碳蒸发，从而使地球变暖并使水冰融化。

　　抛开实际操作层面不谈，仅从科学的角度来看，科学家估计，核爆火星产生的融化的水冰很容易覆盖火星几十米的深度，但它可能不会持续很长时间。通过两极添加到火星大气中的二氧化碳只会使压力增加一倍，这与地球在足够温暖以维持地表液态水和大气水蒸气的条件下所需的可比压力相差甚远。

　　根据美国宇航局和欧空局 20 年的卫星数据，即使我们在火星的整个表面开采二氧化碳，大气压力仍仅为地球的 10-14%。这相当于平均温度上升约 10 摄氏度——不足以维持液态水。

　　II.微生物改造

　　在地球上，蓝藻负责通过光合作用将大约 25 亿年前的甲烷、氨和其他气体大气转化为今天的富含氧气的大气。由于火星接受的阳光不到地球的一半——并且存在全球沙尘暴问题，导致能见度更差。因此科学家建议在火星上引入特殊的微生物，这些微生物在低光下进行光合作用，为人类创造可呼吸的空气。当与其他生物配对时，可以在火星上通过有利的气体混合来创造整个生命周期。

　　在国际空间站，研究人员定期测试微生物抵御非地球环境的能力。在一项这样的测试中，一些微生物在具有类似火星条件的容器中存活了 533 天，包括一些地衣，尽管它们是更复杂的生命形式。

　　但微生物改造最大的问题是，人类等不等得起。根据一项可行性研究显示，即使是专门适应火星环境的极端微生物也至少需要几千年的时间才能在这颗红色星球上形成宜居的大气层。

　　III.火星磁盾计划

　　就算我们能某种方式设法在火星大气中引入足够的二氧化碳和氧气，并在地表持续存在液态水，但这状态维持的时间不会很长，因为“火星地球化”的根本问题在于它的磁场。由于没有磁场，即使在今天，火星也在失去大气层。

　　为了修复火星的磁场，NASA的科学家在2017年曾提出这样一个“天马行空”的方案：在火星 L1 拉格朗日点发射一个磁遮罩，磁性屏蔽将创造强大的电路，进而衍生磁场，从而偏转太阳风使火星大气达到新的平衡。只要几年的时间，火星大气累积变成大气层，可令平均温度增加 4°C，足以融化藏在北极冰盖中的二氧化碳，引起温室效应后进一步导致水冰融化，液态水表面流动。

　　PS：所谓拉格朗日点，就是在大型天体之间那些引力平衡的，且能让小行星做稳定圆周运动的点。L1点位于火星和太阳之间的一条直线上，距离火星约有100万公里。

　　不过NASA表示，因火星只有地球引力的 38%，如果方案成功的话，火星只能保持大约 0.38 bar的大气压力。换句话说，按照地球的标准，即使是经过地球改造的火星也会非常寒冷，它的空气与喜马拉雅山脉一样稀薄和寒冷。

　　更疯狂的计划：将火卫一改成“电球”！

　　话说回来，行星的磁场是什么形成呢？以地球为例，地球的磁场是液态的外核围绕着固态的内核旋转，其方向则与地球自转的方向相反，产生强大的带电粒子流形成磁场。所以如果你想要一个良好的行星磁场，你真正需要的是强大的带电粒子流，无论是在行星内部还是在行星周围。

　　而我们在地球表面钻一个洞最多也就1.2万多米，要重启火星的“发动机”根本不可能，这样就只能从火星外面入手了。NASA行星科学部主任吉姆格林（Jim Green）领导的科学团队认为，火星卫星火卫一“Phobos”是个不错目标。

　　火卫一是两颗火星卫星中较大的一颗，它绕行星运行得非常近。如此紧密以至于它每 8 小时绕火星一圈。因此团队建议通过电离火卫一表面的粒子，然后加速它们，从而沿火卫一的轨道产生一圈电浆环，接着利用电磁波驱动环中净电流，进一步产生足够强大的磁场来保护火星。

　　在设想中，电离火卫一需要大量资源，所需的绝对最低能量约为10的17次方焦耳，这几乎是 2020 年地球上所有人类的全部能量消耗。尽管听起来有点天方夜谭，但团队表示，至少先提出概念，才能接着思考如何达到目标。

　　结语：

　　其实不管这些方案有多科幻，我们需面对的一个事实是，就现有的技术条件，你有多少钱都去不了火星。但除了火星，我们没有别的选择。而且地球正面临着第六次大灭绝，虽然像6500万年前那样的小行星撞击再次发生的概率很小，但并代表概率为零，所以科学家需要未雨绸缪。

　　或许这也是人类矛盾的地方，在毁灭的同时又想延续下去......

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