火星上如何進行工業生產

1. 如何改造火星，使其成為宜居星球

火星是一個 冰冷的世界而且極其荒涼的星球 ，根本就不適宜人類居住，況且還缺少大氣既空氣。無論你怎麼改造畢竟是另一個世界，生命難以存活下來，我們都知道任何一種生物如果沒有空氣 溫度 濕度 這起碼的生存條件就不能何況人類 。個人觀點僅供參考。

如何改造火星，簡單的來說我們是有標準的，地球的環境是什麼樣子的，我們就把火星改造成什麼樣子的。因為只有火星的環境和地球差別不大了，我們才能去到火星上面生活啊，是這樣吧？

火星是地球的鄰居，它和地球的距離在5570萬千米到4億千米之間。可是火星上的環境和地球有著天壤之別。 火星氣候寒冷乾燥，空氣稀薄，沒有可供人類呼吸的氧氣。如果不進行改造的話，人類是無法在火星生存的。

因而，人類要改造火星，讓它變成宜居星球主要圍繞這三點進行： 升溫、釋放大氣和製造氧氣。

火星升溫。

火星上的氣候要比地球冷得多，平均溫度大約為-55 。而地球的平均溫度大約在15 左右，火星平野蔽均溫度比地球低了70 。火星冬季的時候更加寒冷，可以達到-133 。夏季的時候能暖和一些，有些地方可以升到27 。這么低的溫度人類是很難在火星上生存的。

因此，人類改造火星的首要任務，就是給火星升溫。科學家想了很多給火星升溫的辦法。

其中的一個辦法是造一面直徑超過120公里的大鏡子，放在火星上空21千米以上的軌道上，用來反射太陽光來給火星加熱。另一個辦法就是在太空中尋找有冷凍氨氣組成的小行星來撞擊火星以增加火星大氣中的溫室氣體氨氣的含量。第三個辦法就是在火星慎皮上建造化工廠不停的製造四氟化碳。這也是一種溫室氣體。科學家計算，如果每小時向火星大氣中排放1000噸的四氟化碳，30年就可以使火星平均溫度上升27.8 。

這三種給火星升溫的辦法，大家覺得那個比較靠譜呢？

釋放火星大氣。

火星上的大氣太稀薄了，大氣密度只有地球的1%。火星稀薄的大氣中雖然95%是溫室氣體二氧化碳，但是由於過於稀薄無法產生明顯的溫室效應。在火星的低氣壓下，水是無法以液體的形式存在的。雖然在火星地下發現了液態水，但是火星地表是留不住液態水的。

其實，當火星升溫後，保存在火星土壤中的二氧化碳就會被釋放出來，氣壓逐步增加；土壤裡面的冰也會融化成水，水蒸發形成水蒸氣，開始產生雨雪天氣現象。當火星上的大氣壓增加到地球的20%的時候，人類不用穿太空服只需背個氧氣袋就可以在火星表面活動了。這時我們就可以向改造火星的第三步邁進了。

製造氧氣。

當火星大氣壓達到地球的20%以上的時候，火星上最溫暖的赤道地區的溫度就可以常年保持在零度以上。地面上已經出現了河流和胡泊，我們就可以種植植物了來產生氧氣了。火星大氣中含有豐富的二氧化碳，可以為植物提供充足的原料來進行光合作用產生氧氣。或許那時候人類已經培育出了能夠大量產生氧氣的超級植物。

另外火星上到處是氧化鐵礦物，人類也可以通過這些礦物還原出大量的氧氣。

在未來火星邊溫暖了，火星大氣變厚了，火星氧氣足夠供我們呼吸的了，又有了植物提供的食物；那時候我們就可以在過年的時候去火星看看水手大峽谷，攀登太陽系最高山峰奧林匹斯火山了。

科學家認為整個過程需要2萬年甚寬脊差至是10萬年的時間。這需要一代又一代的火星先驅者們去火星墾荒。然而現在我們還沒有登上火星呢？在暢想移民火星的同時，還是回過頭來好好保護地球環境吧！

謝謝前朝朋友邀請，新年好!

如何改造火 星，使其成為宜居星球？

朋友，在不回答你的問題之前，本人先把地球和火 星的情況擺一擺。

地球>有水，有空氣(主要是氧氣)，有溫暖的陽光，有適合人類及動植物生存發展的適宜溫度，還有1000公里厚的大氣層保護反射強烈的陽光，保護地球上的空氣揮發到太空中去。地球壽命約46億年，人類及動植物生成也有1億多年。在46億年的繞太陽公轉到現在，已經遠離太陽50000多公里(每年1.5厘米)

火星>光禿禿的，沒水，沒空氣，更沒有大氣層保護，沒有動植物。有的只是高溫和乾燥的土壤。而且也和地球一樣，不斷在運行過程中遠離太陽。

從以上地球與火 星的現有實況可以看出，如果把火 星改造成適合人類宜居的星球，簡直就是天方夜談。如果說一定要改造火 星以供人類居住，我認為只能是人類科學家，在有科學技術的支撐下，設立觀察地外太空的研究基地而已。如果人類真的有技術改造火 星，那它的財力物力從那裡來？地球人能做到嗎？外因通過內因才能起作用，火 星根本就不存在能改造成人類宜居的內部(本身)條件，你叫怎麼改造？

如果說我們要對火 星進行改造，倒不如對地球本身進行改造。地球上在非洲有大片的沙漠，在中國西北部也有大片沙漠，還有西伯利亞的大片寒冷地帶，以及環北極的大片冷凍地帶，按現有地球人類的技術和財力物力，都是有能力辦到的，只要地球人團結一致，共同努力，實現地球的全面改造的目標就一定會實現。

也許你會問，將來地球人滿為患怎麼辦？朋友，請不必擔心。現在發達國家的人口在不斷下降，我國目前的生育卒也在下降，等到全世界所有國家都發達(大約1至2百年吧)了，世界人口肯定也會下降的，最多不會超過200億就開始下降，加上科學技術的突飛猛進，以人工智慧代替生產工具，大量代替了人工生產力，恐怕到那時候，人們會更擔心人類會自我消忘呢，如果國與國處理關系不慎，來一次世界核大戰……哈哈，那後果將不堪設想。如果人造機器人電腦產生病毒，對人類進行大屠殺，那後果如何可真是不寒而懾。

我認為人類對火 星(或月球)的改造，它的作用無非是人類向外太空 探索 的前進基地而已，實在不必要，也沒有能力對它們進行改造。再過46億年，地球遠離太陽也不過是100萬公里而已，太陽自身的熱能損耗也只是0.6%而已，地球還是最好的人類宜居星球，沒有第二。請諸位不必要杞人憂天。

打洞！

火星的直徑約地球的一半，體積為地球的15%，質量只是地球的11%。要讓火星質量達到地球一樣，還要增加相當地球質量的89%。 火星有兩個衛星，都很小，火衛一大些，像個土豆，大致長27公里，寬21公里，高18公里；火衛二小一些，直徑約12公里多一點。這兩個小衛星撞在火星上只能填一個中小型隕石坑。彗星質量也很小，而且經過的很稀少。因此，從哪裡來這么多的物質使火星變成地球一樣大？

如果真的使火星變成和地球一樣的直徑和一樣的質量，現在火星的地表就在3000多公里深的地下了，原來的火星就一半成地幔一半成地核了。 火星的自轉和公轉以及軌道都要發生重大變化。 這樣一弄，火星面目不是全非了，還是火星嗎？所以，題主那個想法只能是異想天開。

火星有一年四季，自傳一周（1天）時間為24.62小時，每年有687天，有稀薄的大氣圈（相當於地球大氣的1%，主要由二氧化碳組成），更為主要的是有固態水，全部融化的話可以覆蓋全球。 所以 火星是太陽系裡最接近地球環境的星球 ，人類對它充滿了嚮往。世界一些航天大國都在躍躍欲試，包括中國，都制定了探測火星和開發火星的計劃。

美國NASA已經制定了一個火星改造計劃，設想了改造火星的多種方案，其中最主要的就是改造火星大氣。 使火星產生大氣的主要方法，是設想在火星上建造若干個核電廠，專門為遍布火星全球的氟化碳化工廠供電，這些化工廠日夜不斷地向火星大氣排放氟化碳氣體，這種溫室氣體使火星變熱，融化極地和深層土壤中的固態水，蒸發形成理想大氣，然後製造暴雨，形成海洋。

隨著大氣和海洋的形成，將地球植物遍撒火星，讓生命開始繁衍，通過1000年或更長時間，形成火星良性循環的生態，這樣一個適宜人類居住的移民星球就建成了。 地球就真正擁有了一個姊妹星球，當地球不再適宜人類生存時，人類就可以向火星移民。

方案中也有利用小行星和彗星撞擊的計劃，但這不是為了增加火星體積，而是為了通過撞擊使火星升溫，融化固態水，與氟化碳化工廠的作用大同小異。

NASA（美國航天局）已經宣布，在2033年左右，派出載人飛船登陸火星， 邁開改造火星計劃前期勘察的第一步。讓我們拭目以待。

火星在太陽系太空間運行軌道的區域位置，是與太陽的距離比地球還要遠，一方面，是太陽磁場之區間性磁力線圈軌道的磁性定位作用；二方面，太陽超高溫燃燒過程，會使太陽系的太空間形成太空物體溫度反應的熱能溫差自然現象，形成太陽系以太陽為中心，由里到外的由熱漸冷的熱能溫差自然現象。

正因為上述這些原因，火星上的自然環境當然會比地球上的平均溫度更冷。依據科學探測表明，火星上的自然平均溫度約為零下55攝氏度左右，而地球上的自然平均溫度約為零上20攝氏度左右。因而，火星上的自然環境是大氣稀薄，溫度極低，一毛不拔，每天溫差變化較大的情況，況且，火星物質內含中的水，只能會形成穩定的固態水自然現象，沒有穩定液態水體（海洋）的自然形成，是一個完全不符合生命宜居的星球。

如果人為設想要去改造火星環境，使其成為一個能宜居的星球之夢想，那不是人為的能力所辦得到的事情，充其量只能會在有效太空 科技 方面的局限性改造，如建設火星宜居站等。況且也不能在火星宜居站中持久生存。一是火星宜居站狹小空間的生存局限性；二是攜帶氧氣數量的局限性；三是食物供給來源的局限性；四是液態水庫存量的局限性。尤其是供氧和供食方面，都要返回地球再度補充供給。這樣費財費力對火星局限性的改造，不要說不可能，就算是人類今後能實現在火星上建造人為的宜居站，哪又有什麼所謂對人類擴大生存空間的現實意義呢？！明之不可為而為之，哪不是一種科學態度，值得大家深思啰！

在太陽系內的八大行星中除地球外，火星可能是最被人類中意的行星。火星是一顆類地行星，直徑約為地球的53%，質量為地球的11%。火星的表面積與地球的路地面積相當。這顆沙漠行星表面上遍布沙丘、礫石，沒有穩定的液態水。以下是火星車拍攝的火星真實地貌：

改造火星的注重點很明確：大氣和液態水。關於改造火星不得不提到美國著名的「火星協會」，這是一個非營利性科研組織有將近5000名的會員。這個協會的目標只有一個那就是爭取實現人類移居火星。

看一下他們提出的「千年改造火星計劃」 圖片來源網路侵刪。 這里是科學黑洞，歡迎你們的關注與點評。

改造火星這個想法由來已久，並且有不少與之相關的紀錄片，就人類目前的技術來說，是不可能完成的任務。就算有可能，所需要的工程量也大得驚人。我們能在本世紀載人登陸火星，並建立永久據點就算不錯了。

想要改造火星，先了解一下火星的相關數據 。火星是太陽系八大行星中的第四顆行星，屬於類地行星。火星半徑約為地球的一半，質量僅為地球的11%，也就是說火星比地球要小很多。火星有兩顆衛星，火星表面重力僅為地球的40%，火星有磁場但卻非常弱，火星表面平均溫度-55 。火星上有四季變化，自轉周期與地球相似，公轉周期約687個地球日。火星大氣非常稀薄，僅為地球大氣密度的1%，主要由95%的二氧化碳和3%的氮氣構成。火星兩極有水冰和乾冰覆蓋，火星表面基本都是戈壁荒漠，火星上的水大部分都是以冰的形式存在。

改造火星最好是就地取材，如果從地球上運資源過去，畢竟成本太高，而且地球上的資源也有限。剛開始的時候，我們可能需要在火星上建立一個基地，也許還需要在火星上建立一個空間站。改造火星最關鍵的還是能源問題，太陽能是肯定靠不住的，還是要靠核能。

改造火星的第一步，就是要改造火星的大氣 。改造火星大氣的首要目的不是為了供人們呼吸，而是製造溫室效應使火星升溫，進而融化火星上的固態水以及火星兩極的固態二氧化碳（乾冰）。火星的大氣中雖然95%都是二氧化碳，無奈太稀薄，由此產生的溫室效應，僅將火星表面溫度提升了5 。

我認為可以用核武器將火星兩極的乾冰與水融化，或者利用大面積陣列激光也行，這樣可以增加火星大氣二氧化碳的濃度，提高火星的溫室效應。雖然可以人工製造比二氧化碳更高效的溫室氣體，但取材十分不方便，還是直接利用火星上的二氧化碳要好一點。未來還要為火星製造臭氧層，以抵禦紫外線的傷害。

火星上的水全部融化後可以形成海洋，未來有能力的話，也許可以引導彗星撞擊火星，為火星帶來水資源。至於讓火星衛星或者其他小行星撞擊火星，增大火星的質量與體積就有點不靠譜了。火星上的氧氣幾乎沒有，未來我們可以通過電解火星上的水獲取氧氣。

有了海洋，接下來我們還要改造火星土壤。 最可行的方法還是利用微生物與植物進行改造，直接將地球上生物帶到火星不可並不可行，我們可以通過基因技術改造一批適應火星土壤和環境的植物與微生物，進而改造火星大氣與土壤，當然也可以幫助我們生產食物與製造氧氣。

總之，改造火星是一個大工程，估計至少需要幾百年。我們需要從多方面系統的改造火星，能夠讓人類在火星表面不用穿宇航服就能自由活動，有足夠的氧氣供給呼吸，有充足的水資源與食物，不用擔心宇宙輻射，大氣中沒有有毒有害氣體，有適宜的氣壓與溫度。我們也可以改造自身，讓人類適應火星。

文/流沙cool

火星當年也是名震太陽系一枝花，早年間的火星也是有過液態水的，並且那時候的火星大氣層還很厚適宜生命存在，後來火星氣候因為太陽風而變得惡劣，慢慢地火星大氣層就變成了今天這么薄。

在太陽系的所有行星中火星是移民難度最小的一個，人類已經向火星發射了探測器和火星車，對於火星的基本情況掌握的還是比較好的，火星的表面積和地球上的陸地面積差不多，根據火星車發回來的照片來看火星上的景象很像荒無人煙的地球偏僻地區。

目前人類在火星的地表之下已經發現了液態水的存在，而且火星的南北兩極存在著巨量的水冰和乾冰，如果人類把火星兩級的冰蓋全部融化就可以讓火星表面重新充滿液態水。

火星變成現在這樣完全是因為火星的大氣層都被太陽風剝離了，因為火星的磁場逐漸減弱導致沒有辦法抵禦太陽風中的高能帶電粒子，所以火星的大氣層就被越「吹」越薄，大氣層變薄後火星地表的水也就蒸發殆盡了。

改造火星的第一步就是讓火星重新擁有稠密的大氣，科學家計劃用小行星來撞擊火星的冰蓋每一次撞擊都會產生巨量的氣體讓火星升溫，第二步就是融化火星地表的二氧化碳使得火星的溫室效應進一步加劇，在然後在火星上大量種植植物吸收二氧化碳變成氧氣供人類呼吸和利用。

宜居星球的要求

想要把火星改造的適宜人類生存，我們首先要知道這幾點。

科學家們根據地球生存環境，提出了星球宜居模型，意思是說 當一個星球具備這幾個條件時，就可能適宜人類生存。

這些條件分別是：

其中前3個條件地球和火星條件都差不多，這里不再討論，我們重點討論一下後面4個因素。

有一個相對於自身小不了太多的衛星

地球之所以演化出高級生命，其實和月球的存在有關。科學家研究發現， 如果沒有月球的存在，地球自轉將會非常不穩定， 地球溫度也會變得非常不穩定，時而寒冷異常，時而炎熱無比，反復無常的溫度非常不利於生命的演化。

目前，火星擁有一個較為穩定的四季和晝夜，從這個角度來看，人類以及其他高級生命不需要對火星的衛星進行改造，就可以在上面生存。

磁場

地球磁場是全球性磁場，磁場的南北極與地球南北極剛好相反 ，物理上，地球的南極是磁場的北極，地球上的南極是地磁場的北極。指南針指的「南」是指地球磁場的北極、地球的南極。這一段有些繞，不理解也沒關系。

我們知道，宇宙中有非常多的射線，其中有些射線對人體有害，比如 太陽風，又叫「帶電粒子流」，它具有非常大的破壞性，如果直接照射到人體，會導致人體DNA被破壞，很容易導致生物死亡。

好在，地球有全球性的磁場， 地球磁場的磁力線從從磁場的北極出發，到達磁場的南極，也就是從地理地球的南極出發，到達地理地球的北極，將這些太陽風導向了地球南北極，從而保護了地球生命。

這也是為什麼，地球南北極會出現極光的原因。

可以說， 如果沒有磁場，那麼地球上將不會有高級生命誕生 ；而火星，據科學家研究發現，它沒有全球性的磁場，只有局域性磁場，這意味著指南針在火星上將會失靈。

沒有全球性磁場，還意味著火星上不適宜人類居住，通訊以及電磁設備將會失靈，人類很難在火星上完成高精密度工作。

如果人類想要改造火星環境，需要為火星布置一個人工全球磁場，而目前人類的技術還無法達到。

液態水

研究發現， 火星存在著地下湖泊以及有液態水 ，不僅如此，還有許多水被鎖在礦物質的晶格之中，雖然還沒有證據表明火星上的水能夠被飲用，但人類目前已經可以利用液態水提純出可以飲用的水，因此這一點不用擔心。

唯一需要擔心的是火星上的液態水能否夠人類飲用以及大規模工業生產。

大氣層

火星大氣層和地球大氣層差不多，主要成分都是由二氧化碳，氮，以及氧氣和水蒸氣，不同的是兩者成分的比例。

火星大氣層和地球還有一點不同的是， 火星大氣層的密度不到地球大氣層的1/100，這意味著火星上空氣非常稀薄，不足以供人類使用。

可能會有一些人說：「人工製造空氣排放到火星大氣層就可以了。」，事實上，火星上之所以空氣稀薄，並不是火星自身不能產生空氣，而是火星沒有全球性磁場，一旦太陽風吹過，就可以帶走大量火星空氣。

這意味著人類即使努力生產空氣，也不足以彌補太陽風帶走的空氣。

除了以上這三點需要改造外，還需要在火星上建立一個 健康 豐富的食物鏈。

食物鏈

我們知道， 人類想要在一個星球長期生存下去，需要在星球上建立一個豐富的食物鏈，這個食物鏈的物種多樣性越豐富，人類可持續生存的概率就越大。

我們先看一下地球上的食物鏈。

地球上有非常多的食物鏈系統，比如以老虎為頂級消費者的食物鏈，以鯊魚、鯨魚為頂級消費者的食物鏈；以及以北極熊為頂級消費者的食物鏈。

不同的地區，會根據自身的地理環境以及溫度演化出完全不同的食物鏈系統，完全復制這些生態系統並不現實，人類只能挑選幾個對人類至關重要的生態系統。

最簡單的方式是引入雞的生態系統，我們知道， 雞肉是人類重要的蛋白質來源，而且雞的食物鏈簡單，谷類以及植物或者昆蟲都可以當做雞的食物。

相比於牛而言，飼養雞對環境的要求更低，因此，該生態系統較容易在火星上改造成功。

總結

如果想要改造火星的環境為人類所用，那麼首先要把火星的地磁場建立起來，而目前人類的 科技 水平還無法達到。

等到火星地磁場建立起來時，再去改造大氣成分以及液態水，成功之後再引入雞的生態系統，如果一切順利，那麼人類或許就可以在火星上生存。

2. 未來移民到火星，我們的糧食怎麼生產

目前只能是想像中的種植或者養殖。

一、如果想長期逗留火星，最切實可行的策略就是充凳彎飢分利用火星的現有資源，而不是依鬧裂賴從地球運送補給。科學家指出火星定居點需要獲取五種資源，其中包括能源、水、氧、建築材料和食品；前四種資源大量存在於火棗返星之上。

二、在為未來的載人探月或探火任務生產食品方面，科學家進行了一系列研究。在對這些研究進行梳理後，我們發現絕大多數研究都將目光聚焦低熱量蔬菜。

三、根據一項新研究，答案可能是蟋蟀農場、地道中種植的農作物和實驗室培育的人造肉。

3. 祝融號火星車著陸火星已40多天，它在那裡是如何工作的

我國航天事業的發展時間比較短，但是賣橋肆我國航天技術的提高卻很快速。隨著我國航天事業迎來了全新發展的階段，我國航天技術人員進行了技術改革和創新，充分保證了航天器材和航天員的安全性。

祝融號火星車著陸火星標志著我國航天事業進入了新的階段，而且我國航天技術人員還在其基礎上大力完成更高程度的火星探測任務。現如今，祝融號火星車已經在火星上工作40天了。火星車到達火星之後，火星車背部擁有太陽能發電板，從而完成火星車能量供給，火星車裝載了多個攝像頭以及六個可以自由活動的車輪，從而完成火星地質地貌的拍攝。

總的來說，我覺得火星車開始工作之後，火星車上的各種設備以及各種各樣的工具陸續發揮顯著的作用。尤其是為火星車提供能量的太陽能電池板，火星車需要到達火星消猜的各個角落，為了防止某一個輪子出現故障之後，其他五個輪子無法派上用場，所以我國的火星車設計師將火星車的六個輪子設計成自由轉動的輪子。比如說第一個車輪因為某些原因無法繼續使用，其它五個輪子仍然可以繼續發揮作用，這樣一來，火星車就更容易適應火星上復雜的地質環境。

4. 火星探測器在火星上都是如何工作的

火星探測器在火星上面是這樣工作的，首先探測器身上有很多高科凱握技設備，它可以勘測地形，然後收集火星上面的土壤進行各種各樣的檢測，而且還能夠自我防護。其實很多小夥伴對於火星探測器還是不怎麼了解，我們只了解了一些表面的事情，比如說探測器要通過火箭才能夠發射到火星上面，其實就這一部已經讓很多科學家絞盡腦汁了，再加上探測器能夠在火星表面安全著陸也是一個大難題，不過現在已經有國家將探測器弄到了火星上面，接下來主要以美國的好奇號火星探測器為例子，我們可以講解一下它在火星表面到底是如何工作的。
對於火星探測器你還有什麼比較好的想法，歡迎寫在評論下方，我們一起討論吧。

5. 最新的科學發現,火星上有什麼物質值得我們關注

火星上有明顯的四季變化，這是它與地球最主要的相似之處。但除此之外，火星與地球相差就很大了。火星表面是一個荒涼的世界，空氣中二氧化碳佔了95%。濃厚的二氧化碳大氣造成了金星上的高溫，但在火星上情況卻正好相反。火星大氣十分稀薄，密度還不到地球大氣的1%，因而根本無法保存熱量。這導致火星表面溫度極低，很少超過0℃，在夜晚，最低溫度則可達到-123℃。
這是美國宇航局海盜號環繞器拍攝的火星全球照片。圖中可以清晰地看到巨大的「水手谷」。水手谷長約4000公里，深度約8公里。

火星表面的景色。這是由著陸在火星表面的探路者號罩纖橋探測器拍攝的。遠處可見名為「雙子峰」的火星山峰

火星表面縱橫交錯的河床。這些河床已經乾涸，但它們可能是在遠古時期由大量的洪水沖刷形成的。

火星表面的水滴狀地形，看起來似豎謹乎更象是一個個島嶼。環繞著這些島嶼的懸崖高度都在400-600米之間。

位於火星南極附近的聚集在一起的大片沙丘。這些沙丘與地球上最大的沙丘一般大小。

火星南極的冰蓋。這些冰蓋至少有方圓400公里，主要由乾冰組成。

這是火星表面一個不尋常的特徵，被叫作「白石」。它的成因尚不清楚，但可以確認的是它與極物猛地無關，因為它位於赤道附近。

火星表面揚起的大范圍沙塵暴。這次沙塵暴生成於火星南極附近，影響范圍約有數百公里。

6. 為移居外太空打前站！科學家探索在月球和火星上製造氧氣

作為地球唯一的天然衛星，陰晴圓缺皆可見的月球，無論是在神話傳說還是現實生活中，一直對人類有著難以忽視的影響力。而隨著 科技 的進步，人們 探索 外太空的步伐，也從月球上邁出了第一步。因此也不難理解，科學家們選擇以月球環境為條件，實驗在外太空製造氧氣。

近日，英國《自然·通訊》雜志發表的一篇化學研究論文報告稱，用電分解水，在月球和火星上獲得的氧相較於地球更少。不過這並不是一個壞消息，反而有助於我們了解，如何使用有限資源創造條件實現外層空間定居。

歐洲空間研究與技術中心的科學家在實驗中發現，與月球和火星相似的重力條件下，氧產量比在地球上減少了11%。研究人員還發現他們可以推斷高重力數據以匹配低岩滾脊重力飛行數據，他們認為這是首次使用成本較低、高重力的設置實現對低重力結果的模擬。

移居太空，氧氣先行

想要移居太空，首先要解決的一個重要前提，就是氧氣。目前我們的宇航員在空間站中所需的氧氣來源，通常是電解水氧氣發生備跡器和預先攜帶的高壓氧氣瓶。但是如果想要大規模長期生存，從所在星球就地取材才是更合適的辦法之一。而相較其他星球來說，近在咫尺的月球無疑是最佳實驗對象。

美國阿波羅計劃和2020年我國嫦娥五號帶回來的月壤粗滲，經科學研究發現存在大量含氧的化合物。2020美國「索菲婭」天文觀測台觀測證實月球的向陽面上存在水。這兩項研究成果，無疑為在月球制氧提供了必要條件。據嫦娥五號月球樣品研究成果相關論文，月壤中的氧元素質量可占總質量的41%~45%，以月球表面十米的月壤計算，產生的氧氣量可以讓地球上所有約80億人使用近十萬年的時間。

常用制氧方法

電解水制氧：電解水本身並不復雜，但是人類還不能完全確定月球上水冰的數量、分布和存在狀態，此外水冰存在的區域溫度極低，甚至有可能低於 -200 ，無疑為制氧工程帶來巨大挑戰。

月壤制氧：目前較為主流的方法有還原法、熱裂分解法以及氟處理方法。還原法：利用氫氣的還原性將礦物中的金屬元素置換出來，並且生成水，然後再把水電解制備出氧氣。同樣的原理，也可以利用碳進行還原，然後再 分解二氧化碳制氧。熱裂分解法：通過2000 以上的高溫，讓月壤發生熱裂解直接產生氧氣。氟處理：硅酸鹽氟化制備氧氣，同樣需要比較高的溫度。

總結

本次發表的論文，研究團隊 探索 了不同重力環境對利用電分解水(稱為電解)的影響。或許在未來人類定居月球或火星時，需考慮消耗更多能源來生產可供呼吸的空氣。

7. 太空工廠的產品實驗如何進行

目前美國科學家正在進行「用聲音創造有形世界」的研究。而這個研究的背景就是太空環境。

這一研究源自一群研究生的奇思妙想———你能僅僅用聲音創造出一個固態的三維物體嗎？

這聽起來似乎有些不可理喻，但美國喬治亞科研所的這幾名研究生認為，這一設想絕不是在盼著天上掉餡餅。他們計劃在明年發射的美國太空梭上建一個「聲音工廠」進行這項實驗。

到目前為止，這一計劃進行的前期實驗所取得的成功讓所有參與者都驚嘆不已。每年美國航空航天局都為學生安排一段時間，讓學生在KC－135飛機上進行一些讓人看好的實驗。KC－135飛機每次飛行時間為2至3小時，其間飛機以40個到60個拋物線軌跡飛行，每次作拋物線飛行時，研究人員大約有30秒鍾的時間處於失重狀態，他們的實驗就是在這一特殊環境下進行的。

這群研究生的計劃是這樣開始的：他們找到喬治亞科研所空間工程系教授科默拉斯作為導師，並從一本名為《在失重狀態下進行學術研究的機會》的書中發現一個研究課題———利用聲音在一個屋子裡懸浮起一游稿小塊物質。這一構想實際上是將某種物質融化，然後使其在失重狀態下冷卻，可以使之形成一個球狀物。科學家認為，學生們的實驗一旦成功，對於精密儀器製造業將是一個很大的推動。

科學家說，這一構想實際是「聲音懸浮」現象，研究是有可能實現的。在密封的房間里，聲波從前方的牆壁傳到後牆，然後再反射回來，與新的聲波重疊，如果房間的長度正好與聲音的波長一致，發出的聲波與反射回來的聲波在同一時間會結合成一道「直立的波」，而這一「直立的波」是寂靜無聲的。由於周圍氣壓高，任何物體一旦處於「直立的波」的位置，移動起來會很困難。

科默拉斯領導的研究小組經過詳細推算後發現，如果聲音的頻率恰到好處，在氣壓最小的地方將會形成一片平展的無聲區域，以垂直態橫貫房間。科學家認為，如果在音樂廳出現這種情況是不堪設想的，因為那意味著有一排的聽眾什麼都聽不到了。但是在一個沒有重力的房間里，結果只有一個：「聲音懸浮」使物質形成「一堵牆」。科默拉斯意識到通過這種方式可以形成某種固態物質，從而又誕生了「聲波塑形」這一構想。

科默拉斯說進行這樣的實驗十分簡單，只需通過亥姆霍茲方程式計算，即可為某房間選擇一個合適的聲音頻率，然後將物質塑造成想要的形狀。科學家計算出，當聲音頻率在800赫茲或1600赫茲時，無聲區域正好與房間等寬。但是，實際驗證的過程是艱辛的。

學生們用塑料製作了一個簡單的「聲波塑形」盒，在盒子的一內側安裝一個家用立體聲擴音器，然後向盒中倒入一些直徑僅幾毫米的聚苯乙烯小球。他們將聲音盡可能地放大，但這些小球並沒有移動。他們更換了多次擴音器，小球還是無動於衷。科學家認為，這可能是因為盒子不隔音的緣故。直到1997年4月，研究人員第一次在太空梭上用隔音盒子進行了實驗。在太空梭開始第一段拋物線飛行時，研究人員將聲音的頻率穩定在800赫茲，當太空梭進行幾秒鍾的自由滑行時，盒子里的聚苯乙烯小球立起來，形成一道牆。實驗成功了！後來研究人員又先後在太空進行了7次實驗。其中一次，他們將聚苯乙烯泡沫、做糕餅的材料及其他一些物質的碎屑混合在一起放入盒中，結果發現，比起單一物質，不同的物質的混合物更容易聚合在一起，這是利用聲音將合成物塑造成形的技術的關鍵。科默拉斯確信，如果使用大小合適的盒子和頻率合適的聲波，可以把物質製造出各種仔肆各樣的形狀。

據悉，為支持科學家開展這項實驗，美國航空航天局在太空梭上特別預留了一個實驗的空間。明年3月，研究人員將在太空中進行另一項實驗，以證明三維立體的造型不但可以製造出來，而且還相當持久堅固。屆時，在一個高30厘米、直徑4厘米的圓柱體中，聲波將使粉末狀的松脂形成一個直徑2.5厘米的圓盤，然後研究人員再將念磨轎膠水塗抹於圓盤上，並精確計算好時間，以保證在太空梭再次進入大氣層時，膠水已滲入松脂並凝固。這個實驗旨在測試在太空中製造材料是否能經受住大氣壓力，這也是這項技術能否應用的關鍵。科默拉斯認為這是在太空建立一個永久「聲音工廠」的第一步。

科默拉斯認為，以太空為基地，將「聲波塑形」技術應用於飛機設計與製造，將使飛機製造業極具市場競爭力。科默拉斯還說，只要原材料到位，不需用夾具，太空「聲音工廠」即能按照要求簡單、快速地製造出復雜精密的儀器或零部件，然後運送到地面。

雖然目前喬治亞科研所沒有為該項目提供科研經費，各航空公司或其他一些潛在的合作夥伴也不願出資贊助此項研究，科默拉斯對此仍表現樂觀。他認為，將來會有越來越多的人移居太空，他們需要在太空建造實驗室、辦公室、廠房以及居室。如果通過太空梭將建材運送到太空，不但要花費好幾年時間，而且造價不菲：將某一物體發射到太空固定軌道上目前的成本是每千米10000美元。而一座建立在太空中的「聲音工廠」將使這些難題迎刃而解。只要有原材料，比如利用月球上的礦產，一間浴室大小的車間，一個麥克風和一台計算機，你就可以製造出任何你想要的東西。

日本一家釀酒公司宣稱，計劃釀造第一批「太空啤酒」，這些啤酒將用國際空間站曾經存儲的大麥進行釀造。

研究人員稱，這項計劃將是未來人類擴展在太空領域生活的一部分，很可能當宇航員辛苦地完成一次太空行走之後會舒服地飲用一杯冰啤酒。日本札幌市釀酒廠稱，首批太空啤酒可能是由2006年在國際空間站上保存5個月的第三代大麥粒釀造的。該釀酒廠主管JunichiIchikawa告訴媒體記者，「我們希望能夠在今年11月完成啤酒釀造，到時宇航局們將有幸品嘗到太空第一杯啤酒!」

札幌釀酒廠工作人員表示，該公司將有足夠多的太空大麥能夠製造出100瓶啤酒，但是並未直接計劃將太空啤酒投入到商業銷售領域。據了解，該公司與日本岡山大學生物學家ManabuSugimoto副教授實現了技術合作，他曾參與完成了俄羅斯一項太空計劃——如何在太空中培育可食用植物。他指出，大麥可以生長在惡劣的環境中，比如較高和較低的溫度下，並且富含纖維和營養成分，進行太空農業種植非常理想。在未來，我們可以實現在太空中延長生存時間，並培育農作物維持自身生存。

到目前為止，科學家尚未發現地球和太空上種植的大麥有任何差別，ManabuSugimoto將於7月份將該研究中的太空大麥DNA分析遞交至加拿大研究會議上。他說：「最後，我希望我們的太空研究不僅僅能夠生產太空食物，還能夠更多地喜歡太空食物和學會享受太空生活。」這是目前最新的關於食物的太空實驗。

俄羅斯「動力」火箭航天公司領導人·塞瓦斯蒂揚諾夫對外界宣稱，未來的國際空間站將成為一個名副其實的太空加工廠。

尼古拉·塞瓦斯蒂揚諾夫表示，今後，他們將考慮讓國際空間站成為一個太空港，執行太空任務的宇航員們不僅可以在這里工作和生活，而且他們還能夠在與國際空間站連接的小型工廠和實驗室內從事其他科研活動。

為了實現這一計劃，俄羅斯「動力」火箭航天公司和「進步」中央特種設計局將聯合實施一個名為「眼睛」的項目。為此他們還將培養一大批年輕的宇航員。

根據當前的計劃，國際空間站將在2011年建成。在此之前，美國計劃進行14次飛行任務來完成空間站的建設，歐洲提供的「哥倫布」號實驗艙和日本建造的「希望」號實驗艙。這些上億美元的實驗艙將大大擴展空間站的實驗能力，為人類登陸月球和火星提供關鍵性研究工作，如空間醫學和輻射防護。

中國在利用太空生產葯物方面可以說走在了世界前列。

在我國每一次飛船發射時都有許多種類的生物經過有關部門嚴格審批之後有幸擠上飛船回收艙內的有限空間。科學家僅僅是給這些生物一次太空旅遊的機會嗎？顯然不是。當這些生物到達地面的時候，科學家發現，他們發生了奇異的變化。太空中無重力、無空氣對流的環境為製造新葯提供良好條件。如干擾素，20世紀末在美國是利用遺傳工程技術由生物細胞製取，純度很低，因為要把它從100多種其他生物細胞產生物的混合體中分離出來，操作要非常小心，速度很慢，否則溶液中的混合物容易上升或下沉。太空中由於沒有重力，不會出現這種問題。科學家相信，在太空中製造的干擾素純度是地球上製造的100－400倍。

在我國每一次發射神州號系列飛船時，都會搭載一些盛放著微生物的小小試管。當這些試管在太空中遨遊數天之後，裡面的微生物就成了科學家們尋找新葯物的珍貴來源。這種奇怪的變化是怎麼發生的呢？由於太空與地面的環境有很大的差異，生物在這種特殊環境的影響下容易發生一些基因變異。有時候人類希望生物長成我們希望看到的那個樣子，例如青椒、西紅柿等瓜果蔬菜，希望它個兒越大越好，從科學家的角度來說，就希望它們的基因能夠朝這個方向變異，太空環境恰恰滿足了科學家的這個要求。

微生物是目前葯品的主要來源。但因為有些葯物的生產能力非常有限，因而價格昂貴，例如抗癌葯物紫杉醇，每公斤成品價格大約500萬美元左右。如果發現能夠大量生產紫杉醇的變異了的微生物，那就意味著以後制葯成本的大幅度降低。這就是在「神舟」號飛船上搭載微生物的原因。高能粒子在對宇航員造成輻射的同時，也使種子或微生物的遺傳物質DNA受到損傷，這些損傷導致了植物或微生物外觀或產葯能力的變化。

有人對航天誘變育種提出質疑，認為僅僅在太空中遨遊一圈就能發生基因突變，而且是對人類而言有利的突變，覺得不可思議。這是一種誤解。在太空中經過航天誘變的種子或者微生物，有可能發生三種方向的突變：更好的方向、更壞的方向、不變或夭亡。太空制葯是在大量變異了的微生物中發現那些非常少的朝更好的方向變異的菌株，然後對其進行培養。

外部空間有許多在地面所不具備的看不見、摸不到甚至也感覺不到的特性。例如：失重、宇宙輻射、真空、低溫等。這些是誘變育種的理想條件。

研究表明，太空環境中引起誘變的主要因素是宇宙射線和微重力。其機理是：由於高能粒子引起生物遺傳物質DNA的損傷而導致生物產生可遺傳的變異。而微重力通過增強植物材料對誘變因素的敏感性，使染色體DNA損傷加劇而增加變異的發生。微重力對植物的激素分布、鈣離子分布和細胞結構等也有明顯的影響。研究還表明，微重力可能幹擾DNA損傷修復系統的正常運轉，即阻礙或抑制DNA鏈斷裂的修復。

美國、前蘇聯主要研究細菌變異對宇航員健康的影響，忽視了這種變異在誘變育種中的應用。因此我國在這方面走在世界前列。

美國、前蘇聯是很早就發現空間中植物、微生物的變異情況的。但他們重視基礎理論和空間醫學研究，更多考慮這種變異對宇航員的影響，而忽視了空間誘變育種的應用。例如它們研究大腸桿菌的變異，是防止變異了的大腸桿菌不能同宇航員和平相處而給宇航員帶來健康上的危害。

在空間生命科學研究方面，我國較早開始了航天誘變育種的研究。1986年12月，北京西山會議決定應用衛星搭載生物材料進行空間生物學研究。由於我國在空間誘變育種方面的成績，國際上已經開始重視這方面的工作。俄羅斯、保加利亞、菲律賓等國家和地區都要求與我國開展合作。

在歷次「神舟」號飛行中，「神舟1」號上主要搭載了一種生產他汀類降脂葯的微生物；「神舟2」號上主要搭載了生產抗癌葯物紫杉醇的微生物。

經過「神舟1」號搭載及地面篩選後，中國科研人員得到了生產他汀類葯物的真菌的一株變異株，其他汀產量提高1倍多，耐硒能力也顯著增強。硒缺乏會導致血液膽固醇濃度升高。他汀能改善內皮細胞功能，增加氧化亞氮的生成，擴張血管，保持血管內皮的光滑性。未變異的菌株他汀產量低，而且硒含量過高就會導致菌株死亡。

可喜的是曾經五次搭載「神舟」系列飛船的太空葯「神舟3」號，目前已經在陝西楊凌投入批量生產，部分省市的普通老百姓，已經可以在葯店和醫保醫院購買到高科技的「太空葯」了，而在國外則只有少部分富人才能夠吃到這種特殊的葯品。

「神舟3」號是我國第一個擁有自主知識產權的太空葯。「神舟3」號原料葯和口服液的生產菌種α-溶血鏈球菌，是從人體中提取的有益菌種，包括「神6」在內，這些菌種已經五次搭載「神舟」系列飛船和4顆返回式科學技術實驗衛星，在太空的特殊環境下，菌種發生基因變異，從而培養出更優質的具有更多功用的菌種，用於進行腫瘤輔助治療，增強骨髓造血幹細胞以及調節機體免疫力。目前，在陝西、四川等省都可以購買到這種太空葯。

知識點

高真空

真空是一種不存在任何物質的空間狀態，是一種物理現象。在「真空」中，聲音因為沒有介質而無法傳遞，但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實上，在真空技術里，真空系針對大氣而言，一特定空間內部之部分物質被排出，使其壓力小於一個標准大氣壓，則我們通稱此空間為真空或真空狀態。真空常用帕斯卡（Pascal）或托爾（Torr）作為壓力的單位。目前在自然環境里，只有外太空堪稱最接近真空的空間。

真空具有如下性質：

1.空非無，如果真空中沒有粒子，我們就會准確地測出場(0)與場的變化曲率(0)，然而海森堡不確定性原理表明，我們不可能同時精確地測出一對共軛量，所以，可以「空」，不能「無」。因此，在真空中，粒子不停地以虛粒子、虛反粒子對的形式憑空產生，而又互相湮滅，在這個過程中，總的能量保持不變。

2.真空存在極性，因此說真空是不對稱的。但這種不對稱是相對局部的，在相對整體上又是對稱的，如此的循環嵌套構成了真空的這個性質。

3.真空的每個局部具備了真空的全體性質。大和小是相對而言的。時間也是相對於空間而言的，時間不能脫離了具體的空間而單獨地存在。

高真空技術廣泛應用於工業生產和科學研究上，如生產半導體材料、元件，製造電子管、X光管、顯像管、照明電器以及真空冶煉、真空乾燥、真空鍍膜、真空隔熱、真空熱處理等方面。小到真空吸盤，大到高能粒子加速器都要涉及高真空的概念及技術。激光陀螺是迄今為止在慣性技術領域唯一真正獲得了卓有成效的實際應用的非機電式中高精度慣性敏感儀表。它具有穩定性好、精度高、動態范圍寬、壽命長等諸多優點。而超高真空的獲取是激光陀螺製造過程中至關重要的環節。在激光陀螺的密封、抽真空、檢漏、等離子清洗等過程中，都涉及超高真空的獲取技術。

8. 在什麼樣的前提下，火星才能進行工業生產

人類真正意義上的進步是從工業革命開始的，可見想要發展就必須先進行工業革命，而工業革命最重要的就是石油。即使是現階段的技術，人類的發展依舊無法離開石油。石油為氣態、液態、固態的烴類混合物，常位於地下層。近幾年，人類一直想要開發火星，但開發的前提是火星要有石油，那麼會有嗎？

9. 太空工業化的進程進展到何種地步

從目前的狀況看，太空城、太空移民、月球基地和改造火星所需要的基本技術人類已經具備，太空生產、加工的可行性已經得到實驗驗證。目前全世界航天年潛在發射能力可達上萬噸，大型空間構件的組裝已不存在很大困難。因此從技術角度上講，太空工業化的目標並不遙遠。顯然，巨額資金需求將制約著未來航天技術的發展進程，但實現太空工業化等目標的最大挑戰或許來自於人類的價值觀和人類的合作精神。