如何在火星上暢快自如地呼吸?

如何在火星上暢快自如地呼吸?

(藝術家概念裡的一位宇航員在火星上行走。但如果宇航員沒有戴著太空頭盔,會發生什麼? 柯卡達/E+ 通過 蓋蒂供圖)

人能在火星上呼吸嗎?——傑克 J。,年齡 7,亞歷山德里亞,弗吉尼亞州

讓我們假定,你是一名著陸在火星上的宇航員,你需要什麼來生存?

對於初級入門者,這裡列了一張簡短的清單:水、食物、庇護所,以及氧氣。

我們在地球上呼吸空氣裡的氧氣。植物和某些種類的細菌為我們提供氧氣。但氧氣不僅僅是地球大氣中的唯一氣體,甚至也不是含量最多的氣體。實際上,我們的空氣中只有21%是由氧氣組成,其餘幾乎全部是氮氣——大約78%。

現在你可能會奇怪:如果空氣中氮氣更多,那麼我們為什麼呼吸氧氣?

它的工作原理是這樣:技術上,當你吸氣時,你吸進來的是大氣中的一切,但是你的身體只使用氧氣;當你呼氣時,會排除其餘剩下的。

(美國宇航局的毅力號火星探測器拍到的這張照片,荒涼貧瘠的火星景觀。

美國宇航局/美國噴氣推進實驗室-加州理工學院/美國加州大學/醫學科學研究所)

火星上的空氣

火星大氣很薄——其體積只有地球大氣的1%。換句話說,火星上的空氣比地球少99%。

部分原因是因為火星約為地球大小的一半,它的引力不夠強大,無法阻止大氣中的氣體向太空逃逸。

那稀薄的大氣中最富餘的是二氧化碳。對於地球上的人來說,高濃度的二氧化碳是有毒氣體。幸運的是,我們大氣中的二氧化碳組成遠遠低於1%,而火星上,空氣中有96%是二氧化碳!

與此同時,火星上幾乎沒有氧氣;氧氣只佔空氣中百分之一的十分之一(即0。1%),幾乎不夠人類生存的。

如果你試圖在沒有宇航服提供氧氣的情況下在火星表面上呼吸——壞主意——你可能會瞬間身亡。你會窒息,而且由於氣壓低,你的血液會沸騰,兩者幾乎同時發生。

(幾十億年前,火星的傑澤羅撞擊坑曾有一片古老的湖泊。)

無氧生命

到目前為止,研究人員還未發現任何證據表明火星上有生命。但這項搜尋才剛開始;我們的機器人探測器還幾乎沒有觸及表面。

毫無疑問,火星是一個極端環境。不只是空氣,火星表面很少有液態水,溫度冷到令人難以置信——夜晚,溫度低於零下100華氏度(-73℃)。

但地球上很多生物在極端環境下生存。在南極冰層、海洋底部、地表之下數英里都發現了生命。那其中許多地方相當熱或相當冷,幾乎沒有水,氧氣也少到幾乎沒有。

即便火星上不再有生命存在,或許幾十億年前曾有過生命,那時它的大氣層更厚,氧氣更多,溫度更暖和,表面有大量的液態水。

這是美國宇航局毅力號火星探測器任務的目標之一——尋找古代火星生命的痕跡。這就是為什麼毅力號一直在火星岩石裡尋找曾經生活過的生物化石——很有可能,原始生命,像火星微生物。

(在美國宇航局毅力號火星探測器執行任務的第198天,拍了這張自拍。

美國宇航局/美國噴氣推進實驗室-加州理工學院/醫學科學研究所)

自制氧氣

毅力號探測器載的七臺儀器中有MOXIE,這是一臺令人難以置信的設備,它從火星大氣中提取二氧化碳並將其轉化成氧氣。

如果MOXIE按科學家希望的那樣工作,未來宇航員將不僅自制氧氣;還可以把它用作飛回地球時所需的一種火箭燃料成分。人們在火星上能夠製造的氧氣越多,他們需要從地球帶來的就越少——對於去火星的參觀者,也會變得更容易。但即使攜帶了「自產」氧氣,宇航員仍需要宇航服。

現在,美國宇航局正在研究把人送往火星所需的新技術。在未來十年可能會發生,或許到2030年代末的某個時候。到那時,你已成年——或許會成為第一批踏上火星的人之一。

(看看人類前往火星的任務會是什麼樣的。)

(由於好奇心沒有年齡限制——成年人,也讓我們知曉你們在想什麼。我們不會回答每一個問題,但我們會盡力。)

BY:Phylindia Gant

FY: 梔子合歡無花果樹

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選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-梔子合歡無花果樹

審核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

美觀:天文志願文章組-

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://theconversation.com/could-people-breathe-the-air-on-mars-180504

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