第272章 地球化改造(二)(1/2)
金星的情况则相反:金星大气中氮的占比仅为3%至4%,远低於地球的近80%,但金星大气质量是地球的近100倍,且金星体积比地球略小,因此其大气中的氮总量,是地球宜居大气所需氮的数倍。后续只需为土壤和植物补充少量氮即可。
因此,金星是氮的重要来源之一,另一个来源是土星的卫星土卫六。土卫六的大气几乎由纯氮组成,其余主要是甲烷——这对火星这类星球的地球化改造十分有利,因为甲烷是温室气体,且富含氢。
我们该如何將物质从一个星球运送到另一个星球?比如把氢从木星运到火星或金星(金星本身氢储量极少)?想像一艘巨型飞船运送数十亿吨物质,这显然不太现实。
標准大气压下,一百万吨空气约占一立方千米空间。即便飞船体积如此巨大,要完成一颗行星大气的运送,也需要数十亿次往返。地球上最大的超级油轮仅能运载数亿吨石油,即便这类巨型船只每年往返一次,持续一千年,也需要一千万艘同时运作。
即便我们引导彗星撞击目標行星,也需要数亿甚至数十亿颗彗星才能满足需求。
如果你看过的巨型建筑系列,可能已经想到一些解决方案。该系列专门探討如何低成本將巨量物质运离行星,而低成本是关键。举个例子,即便每吨运输成本仅1美元,总费用也会超过一千万亿美元,远超地球十年的gdp总量。
不要对地球化改造抱有不切实际的幻想,人们常常谈论技术可行性,却对实验室技术到行星级应用的转化过程一笔带过,准地球化改造是个例外,这也是它备受关注的原因。
不藉助高度发达的自动化技术和能源,我们无法对任何行星进行地球化改造。有时我会提到,用行星大小的轨道镜为行星加热,人们会以成本过高为由反对,却转头提议运送相当於一颗行星质量的大气和水。
这些行星级轨道镜仅是几毫米厚的薄片,总质量甚至不到一万亿吨,而地球大气的质量约为五千万亿吨。
但这並非意味著不可能实现,太阳系中存在足够的资源:木星的氢储量远超地球的岩石总量,土卫六和金星都有丰富的氮,內太阳系除水星外,氧元素隨处可见。
在土卫六这类星球,我们可能会採用质量投射器方案:將金属舱体(厚度约易拉罐,大小类似半掛卡车)装满高压气体,从表面连续发射。土卫六的重力远低於地球,我们可以建造数英里长、高耸出大气的发射装置。
製造这些结构和舱体的金属也不难获取:土卫六拥有岩石金属內核,在低重力星球上深度挖掘十分容易,只需融化冰层即可抵达岩石层,土星的其他岩质卫星也可作为金属来源。
质量投射器非常適合土卫六,太空电梯也是如此。但土卫六的太阳能资源匱乏,单位面积光照仅为地球的1%,且铀等核燃料资源可能並不丰富。因此,只有掌握核聚变技术,土卫六才能成为氮的有效来源。若没有核聚变,即便通过镜面聚焦太阳能驱动质量投射器,难度也极大。
要在数百年內完成改造,我们每年需要向目標行星运送数万亿吨物质。假设每个舱体搭载10吨氮气,要为火星输送足量氮,需要每秒发射一个舱体,持续3000万年。这意味著我们需要大量质量投射器和海量能源,才能在合理周期內完成任务。
土卫六全部太阳能铺满太阳能板,总功率约为10亿兆瓦,而地球约为2000亿兆瓦。即便將光能高效转化为动能,每吨物质送入太空也需要数千兆瓦能量,而如此高的效率並不现实。
若能实现高效转化,我们可在数百年內为火星输送足量氮;效率越低,周期越长,同时需要更多太阳能板和镜面,维护成本与时间也会增加。
毫无疑问,核聚变技术会极大简化地球化改造,也会让土卫六自身的地球化改造更具可行性——毕竟我们可能需要在土卫六驻扎数百年,持续抽取气体。
金星和木星的物质运送方式略有不同。我们可以在金星上层大气建造漂浮式质量投射器,將氮和二氧化碳射离金星;也可以从木星提取氢。木星的优势在於拥有强大的磁场,如果你看过天鉤,就会知道天鉤的理想运作方式,是利用电磁动力系缆技术,藉助行星磁场补充动量。
天鉤可以旋转下降,在漂浮精炼站卸下空舱、装载满舱,將物质射向目的地,之后因摩擦和动量转移略微降低高度,再藉助磁场补充动量回升。理论上,我们可以从木星的卫星开採金属製造舱体,將其射向金星,金星捕获舱体並获取动量,將氢注入大气,再將舱体装满氮射向火星。
金星存在一定磁场,且太阳能资源丰富,旋转天鉤(也被称为旋转运载器)同样適用,天鉤补充动量也有其他方式。不过,使用漂浮式质量投射器可能更简便。
这些漂浮式建筑的原理和飞艇类似,需要注意的是,它们可以建造得非常巨大,且顶部高度可高於底部。我们可以將精炼站设置在空气更稠密的低处,发射点和驱动用的太阳能板则设置在空气阻力更小、光照更充足的高处。
稍后我们会更详细地讲解金星,现在先简单提一下虫洞。虫洞显然是快速运送物质的另一种方式,就像人工引力是將行星重力调节至地球標准的绝佳方法,核聚变是廉价充足能源的理想来源一样。
这三种技术中,只有核聚变在不久的將来有实现的可能,我个人对虫洞和人工引力的实现並不抱太大希望。
但我们探討所有可行方案,因此不能略过这些技术。核聚变极有可能助力地球化改造,且作用巨大,但我们也会尝试讲解不依赖核聚变的方案。
同样,纳米技术或基因改造生物能在无大气星球上吞噬岩石、释放气体,也会为改造提供极大帮助。但由於热力学限制,这些技术都无法实现超快速地球化改造。
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