火星上如何进行工业生产

1. 如何改造火星，使其成为宜居星球

火星是一个 冰冷的世界而且极其荒凉的星球 ，根本就不适宜人类居住，况且还缺少大气既空气。无论你怎么改造毕竟是另一个世界，生命难以存活下来，我们都知道任何一种生物如果没有空气 温度 湿度 这起码的生存条件就不能何况人类 。个人观点仅供参考。

如何改造火星，简单的来说我们是有标准的，地球的环境是什么样子的，我们就把火星改造成什么样子的。因为只有火星的环境和地球差别不大了，我们才能去到火星上面生活啊，是这样吧？

火星是地球的邻居，它和地球的距离在5570万千米到4亿千米之间。可是火星上的环境和地球有着天壤之别。 火星气候寒冷干燥，空气稀薄，没有可供人类呼吸的氧气。如果不进行改造的话，人类是无法在火星生存的。

因而，人类要改造火星，让它变成宜居星球主要围绕这三点进行： 升温、释放大气和制造氧气。

火星升温。

火星上的气候要比地球冷得多，平均温度大约为-55 。而地球的平均温度大约在15 左右，火星平野蔽均温度比地球低了70 。火星冬季的时候更加寒冷，可以达到-133 。夏季的时候能暖和一些，有些地方可以升到27 。这么低的温度人类是很难在火星上生存的。

因此，人类改造火星的首要任务，就是给火星升温。科学家想了很多给火星升温的办法。

其中的一个办法是造一面直径超过120公里的大镜子，放在火星上空21千米以上的轨道上，用来反射太阳光来给火星加热。另一个办法就是在太空中寻找有冷冻氨气组成的小行星来撞击火星以增加火星大气中的温室气体氨气的含量。第三个办法就是在火星慎皮上建造化工厂不停的制造四氟化碳。这也是一种温室气体。科学家计算，如果每小时向火星大气中排放1000吨的四氟化碳，30年就可以使火星平均温度上升27.8 。

这三种给火星升温的办法，大家觉得那个比较靠谱呢？

释放火星大气。

火星上的大气太稀薄了，大气密度只有地球的1%。火星稀薄的大气中虽然95%是温室气体二氧化碳，但是由于过于稀薄无法产生明显的温室效应。在火星的低气压下，水是无法以液体的形式存在的。虽然在火星地下发现了液态水，但是火星地表是留不住液态水的。

其实，当火星升温后，保存在火星土壤中的二氧化碳就会被释放出来，气压逐步增加；土壤里面的冰也会融化成水，水蒸发形成水蒸气，开始产生雨雪天气现象。当火星上的大气压增加到地球的20%的时候，人类不用穿太空服只需背个氧气袋就可以在火星表面活动了。这时我们就可以向改造火星的第三步迈进了。

制造氧气。

当火星大气压达到地球的20%以上的时候，火星上最温暖的赤道地区的温度就可以常年保持在零度以上。地面上已经出现了河流和胡泊，我们就可以种植植物了来产生氧气了。火星大气中含有丰富的二氧化碳，可以为植物提供充足的原料来进行光合作用产生氧气。或许那时候人类已经培育出了能够大量产生氧气的超级植物。

另外火星上到处是氧化铁矿物，人类也可以通过这些矿物还原出大量的氧气。

在未来火星边温暖了，火星大气变厚了，火星氧气足够供我们呼吸的了，又有了植物提供的食物；那时候我们就可以在过年的时候去火星看看水手大峡谷，攀登太阳系最高山峰奥林匹斯火山了。

科学家认为整个过程需要2万年甚宽脊差至是10万年的时间。这需要一代又一代的火星先驱者们去火星垦荒。然而现在我们还没有登上火星呢？在畅想移民火星的同时，还是回过头来好好保护地球环境吧！

谢谢前朝朋友邀请，新年好!

如何改造火 星，使其成为宜居星球？

朋友，在不回答你的问题之前，本人先把地球和火 星的情况摆一摆。

地球>有水，有空气(主要是氧气)，有温暖的阳光，有适合人类及动植物生存发展的适宜温度，还有1000公里厚的大气层保护反射强烈的阳光，保护地球上的空气挥发到太空中去。地球寿命约46亿年，人类及动植物生成也有1亿多年。在46亿年的绕太阳公转到现在，已经远离太阳50000多公里(每年1.5厘米)

火星>光秃秃的，没水，没空气，更没有大气层保护，没有动植物。有的只是高温和干燥的土壤。而且也和地球一样，不断在运行过程中远离太阳。

从以上地球与火 星的现有实况可以看出，如果把火 星改造成适合人类宜居的星球，简直就是天方夜谈。如果说一定要改造火 星以供人类居住，我认为只能是人类科学家，在有科学技术的支撑下，设立观察地外太空的研究基地而已。如果人类真的有技术改造火 星，那它的财力物力从那里来？地球人能做到吗？外因通过内因才能起作用，火 星根本就不存在能改造成人类宜居的内部(本身)条件，你叫怎么改造？

如果说我们要对火 星进行改造，倒不如对地球本身进行改造。地球上在非洲有大片的沙漠，在中国西北部也有大片沙漠，还有西伯利亚的大片寒冷地带，以及环北极的大片冷冻地带，按现有地球人类的技术和财力物力，都是有能力办到的，只要地球人团结一致，共同努力，实现地球的全面改造的目标就一定会实现。

也许你会问，将来地球人满为患怎么办？朋友，请不必担心。现在发达国家的人口在不断下降，我国目前的生育卒也在下降，等到全世界所有国家都发达(大约1至2百年吧)了，世界人口肯定也会下降的，最多不会超过200亿就开始下降，加上科学技术的突飞猛进，以人工智能代替生产工具，大量代替了人工生产力，恐怕到那时候，人们会更担心人类会自我消忘呢，如果国与国处理关系不慎，来一次世界核大战……哈哈，那后果将不堪设想。如果人造机器人电脑产生病毒，对人类进行大屠杀，那后果如何可真是不寒而慑。

我认为人类对火 星(或月球)的改造，它的作用无非是人类向外太空 探索 的前进基地而已，实在不必要，也没有能力对它们进行改造。再过46亿年，地球远离太阳也不过是100万公里而已，太阳自身的热能损耗也只是0.6%而已，地球还是最好的人类宜居星球，没有第二。请诸位不必要杞人忧天。

打洞！

火星的直径约地球的一半，体积为地球的15%，质量只是地球的11%。要让火星质量达到地球一样，还要增加相当地球质量的89%。 火星有两个卫星，都很小，火卫一大些，像个薯仔，大致长27公里，宽21公里，高18公里；火卫二小一些，直径约12公里多一点。这两个小卫星撞在火星上只能填一个中小型陨石坑。彗星质量也很小，而且经过的很稀少。因此，从哪里来这么多的物质使火星变成地球一样大？

如果真的使火星变成和地球一样的直径和一样的质量，现在火星的地表就在3000多公里深的地下了，原来的火星就一半成地幔一半成地核了。 火星的自转和公转以及轨道都要发生重大变化。 这样一弄，火星面目不是全非了，还是火星吗？所以，题主那个想法只能是异想天开。

火星有一年四季，自传一周（1天）时间为24.62小时，每年有687天，有稀薄的大气圈（相当于地球大气的1%，主要由二氧化碳组成），更为主要的是有固态水，全部融化的话可以覆盖全球。 所以 火星是太阳系里最接近地球环境的星球 ，人类对它充满了向往。世界一些航天大国都在跃跃欲试，包括中国，都制定了探测火星和开发火星的计划。

美国NASA已经制定了一个火星改造计划，设想了改造火星的多种方案，其中最主要的就是改造火星大气。 使火星产生大气的主要方法，是设想在火星上建造若干个核电厂，专门为遍布火星全球的氟化碳化工厂供电，这些化工厂日夜不断地向火星大气排放氟化碳气体，这种温室气体使火星变热，融化极地和深层土壤中的固态水，蒸发形成理想大气，然后制造暴雨，形成海洋。

随着大气和海洋的形成，将地球植物遍撒火星，让生命开始繁衍，通过1000年或更长时间，形成火星良性循环的生态，这样一个适宜人类居住的移民星球就建成了。 地球就真正拥有了一个姊妹星球，当地球不再适宜人类生存时，人类就可以向火星移民。

方案中也有利用小行星和彗星撞击的计划，但这不是为了增加火星体积，而是为了通过撞击使火星升温，融化固态水，与氟化碳化工厂的作用大同小异。

NASA（美国航天局）已经宣布，在2033年左右，派出载人飞船登陆火星， 迈开改造火星计划前期勘察的第一步。让我们拭目以待。

火星在太阳系太空间运行轨道的区域位置，是与太阳的距离比地球还要远，一方面，是太阳磁场之区间性磁力线圈轨道的磁性定位作用；二方面，太阳超高温燃烧过程，会使太阳系的太空间形成太空物体温度反应的热能温差自然现象，形成太阳系以太阳为中心，由里到外的由热渐冷的热能温差自然现象。

正因为上述这些原因，火星上的自然环境当然会比地球上的平均温度更冷。依据科学探测表明，火星上的自然平均温度约为零下55摄氏度左右，而地球上的自然平均温度约为零上20摄氏度左右。因而，火星上的自然环境是大气稀薄，温度极低，一毛不拔，每天温差变化较大的情况，况且，火星物质内含中的水，只能会形成稳定的固态水自然现象，没有稳定液态水体（海洋）的自然形成，是一个完全不符合生命宜居的星球。

如果人为设想要去改造火星环境，使其成为一个能宜居的星球之梦想，那不是人为的能力所办得到的事情，充其量只能会在有效太空 科技 方面的局限性改造，如建设火星宜居站等。况且也不能在火星宜居站中持久生存。一是火星宜居站狭小空间的生存局限性；二是携带氧气数量的局限性；三是食物供给来源的局限性；四是液态水库存量的局限性。尤其是供氧和供食方面，都要返回地球再度补充供给。这样费财费力对火星局限性的改造，不要说不可能，就算是人类今后能实现在火星上建造人为的宜居站，哪又有什么所谓对人类扩大生存空间的现实意义呢？！明之不可为而为之，哪不是一种科学态度，值得大家深思啰！

在太阳系内的八大行星中除地球外，火星可能是最被人类中意的行星。火星是一颗类地行星，直径约为地球的53%，质量为地球的11%。火星的表面积与地球的路地面积相当。这颗沙漠行星表面上遍布沙丘、砾石，没有稳定的液态水。以下是火星车拍摄的火星真实地貌：

改造火星的注重点很明确：大气和液态水。关于改造火星不得不提到美国着名的“火星协会”，这是一个非营利性科研组织有将近5000名的会员。这个协会的目标只有一个那就是争取实现人类移居火星。

看一下他们提出的“千年改造火星计划” 图片来源网络侵删。 这里是科学黑洞，欢迎你们的关注与点评。

改造火星这个想法由来已久，并且有不少与之相关的纪录片，就人类目前的技术来说，是不可能完成的任务。就算有可能，所需要的工程量也大得惊人。我们能在本世纪载人登陆火星，并建立永久据点就算不错了。

想要改造火星，先了解一下火星的相关数据 。火星是太阳系八大行星中的第四颗行星，属于类地行星。火星半径约为地球的一半，质量仅为地球的11%，也就是说火星比地球要小很多。火星有两颗卫星，火星表面重力仅为地球的40%，火星有磁场但却非常弱，火星表面平均温度-55 。火星上有四季变化，自转周期与地球相似，公转周期约687个地球日。火星大气非常稀薄，仅为地球大气密度的1%，主要由95%的二氧化碳和3%的氮气构成。火星两极有水冰和干冰覆盖，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，如果从地球上运资源过去，毕竟成本太高，而且地球上的资源也有限。刚开始的时候，我们可能需要在火星上建立一个基地，也许还需要在火星上建立一个空间站。改造火星最关键的还是能源问题，太阳能是肯定靠不住的，还是要靠核能。

改造火星的第一步，就是要改造火星的大气 。改造火星大气的首要目的不是为了供人们呼吸，而是制造温室效应使火星升温，进而融化火星上的固态水以及火星两极的固态二氧化碳（干冰）。火星的大气中虽然95%都是二氧化碳，无奈太稀薄，由此产生的温室效应，仅将火星表面温度提升了5 。

我认为可以用核武器将火星两极的干冰与水融化，或者利用大面积阵列激光也行，这样可以增加火星大气二氧化碳的浓度，提高火星的温室效应。虽然可以人工制造比二氧化碳更高效的温室气体，但取材十分不方便，还是直接利用火星上的二氧化碳要好一点。未来还要为火星制造臭氧层，以抵御紫外线的伤害。

火星上的水全部融化后可以形成海洋，未来有能力的话，也许可以引导彗星撞击火星，为火星带来水资源。至于让火星卫星或者其他小行星撞击火星，增大火星的质量与体积就有点不靠谱了。火星上的氧气几乎没有，未来我们可以通过电解火星上的水获取氧气。

有了海洋，接下来我们还要改造火星土壤。 最可行的方法还是利用微生物与植物进行改造，直接将地球上生物带到火星不可并不可行，我们可以通过基因技术改造一批适应火星土壤和环境的植物与微生物，进而改造火星大气与土壤，当然也可以帮助我们生产食物与制造氧气。

总之，改造火星是一个大工程，估计至少需要几百年。我们需要从多方面系统的改造火星，能够让人类在火星表面不用穿宇航服就能自由活动，有足够的氧气供给呼吸，有充足的水资源与食物，不用担心宇宙辐射，大气中没有有毒有害气体，有适宜的气压与温度。我们也可以改造自身，让人类适应火星。

文/流沙cool

火星当年也是名震太阳系一枝花，早年间的火星也是有过液态水的，并且那时候的火星大气层还很厚适宜生命存在，后来火星气候因为太阳风而变得恶劣，慢慢地火星大气层就变成了今天这么薄。

在太阳系的所有行星中火星是移民难度最小的一个，人类已经向火星发射了探测器和火星车，对于火星的基本情况掌握的还是比较好的，火星的表面积和地球上的陆地面积差不多，根据火星车发回来的照片来看火星上的景象很像荒无人烟的地球偏僻地区。

目前人类在火星的地表之下已经发现了液态水的存在，而且火星的南北两极存在着巨量的水冰和干冰，如果人类把火星两级的冰盖全部融化就可以让火星表面重新充满液态水。

火星变成现在这样完全是因为火星的大气层都被太阳风剥离了，因为火星的磁场逐渐减弱导致没有办法抵御太阳风中的高能带电粒子，所以火星的大气层就被越“吹”越薄，大气层变薄后火星地表的水也就蒸发殆尽了。

改造火星的第一步就是让火星重新拥有稠密的大气，科学家计划用小行星来撞击火星的冰盖每一次撞击都会产生巨量的气体让火星升温，第二步就是融化火星地表的二氧化碳使得火星的温室效应进一步加剧，在然后在火星上大量种植植物吸收二氧化碳变成氧气供人类呼吸和利用。

宜居星球的要求

想要把火星改造的适宜人类生存，我们首先要知道这几点。

科学家们根据地球生存环境，提出了星球宜居模型，意思是说 当一个星球具备这几个条件时，就可能适宜人类生存。

这些条件分别是：

其中前3个条件地球和火星条件都差不多，这里不再讨论，我们重点讨论一下后面4个因素。

有一个相对于自身小不了太多的卫星

地球之所以演化出高级生命，其实和月球的存在有关。科学家研究发现， 如果没有月球的存在，地球自转将会非常不稳定， 地球温度也会变得非常不稳定，时而寒冷异常，时而炎热无比，反复无常的温度非常不利于生命的演化。

目前，火星拥有一个较为稳定的四季和昼夜，从这个角度来看，人类以及其他高级生命不需要对火星的卫星进行改造，就可以在上面生存。

磁场

地球磁场是全球性磁场，磁场的南北极与地球南北极刚好相反 ，物理上，地球的南极是磁场的北极，地球上的南极是地磁场的北极。指南针指的“南”是指地球磁场的北极、地球的南极。这一段有些绕，不理解也没关系。

我们知道，宇宙中有非常多的射线，其中有些射线对人体有害，比如 太阳风，又叫“带电粒子流”，它具有非常大的破坏性，如果直接照射到人体，会导致人体DNA被破坏，很容易导致生物死亡。

好在，地球有全球性的磁场， 地球磁场的磁力线从从磁场的北极出发，到达磁场的南极，也就是从地理地球的南极出发，到达地理地球的北极，将这些太阳风导向了地球南北极，从而保护了地球生命。

这也是为什么，地球南北极会出现极光的原因。

可以说， 如果没有磁场，那么地球上将不会有高级生命诞生 ；而火星，据科学家研究发现，它没有全球性的磁场，只有局域性磁场，这意味着指南针在火星上将会失灵。

没有全球性磁场，还意味着火星上不适宜人类居住，通讯以及电磁设备将会失灵，人类很难在火星上完成高精密度工作。

如果人类想要改造火星环境，需要为火星布置一个人工全球磁场，而目前人类的技术还无法达到。

液态水

研究发现， 火星存在着地下湖泊以及有液态水 ，不仅如此，还有许多水被锁在矿物质的晶格之中，虽然还没有证据表明火星上的水能够被饮用，但人类目前已经可以利用液态水提纯出可以饮用的水，因此这一点不用担心。

唯一需要担心的是火星上的液态水能否够人类饮用以及大规模工业生产。

大气层

火星大气层和地球大气层差不多，主要成分都是由二氧化碳，氮，以及氧气和水蒸气，不同的是两者成分的比例。

火星大气层和地球还有一点不同的是， 火星大气层的密度不到地球大气层的1/100，这意味着火星上空气非常稀薄，不足以供人类使用。

可能会有一些人说：“人工制造空气排放到火星大气层就可以了。”，事实上，火星上之所以空气稀薄，并不是火星自身不能产生空气，而是火星没有全球性磁场，一旦太阳风吹过，就可以带走大量火星空气。

这意味着人类即使努力生产空气，也不足以弥补太阳风带走的空气。

除了以上这三点需要改造外，还需要在火星上建立一个 健康 丰富的食物链。

食物链

我们知道， 人类想要在一个星球长期生存下去，需要在星球上建立一个丰富的食物链，这个食物链的物种多样性越丰富，人类可持续生存的概率就越大。

我们先看一下地球上的食物链。

地球上有非常多的食物链系统，比如以老虎为顶级消费者的食物链，以鲨鱼、鲸鱼为顶级消费者的食物链；以及以北极熊为顶级消费者的食物链。

不同的地区，会根据自身的地理环境以及温度演化出完全不同的食物链系统，完全复制这些生态系统并不现实，人类只能挑选几个对人类至关重要的生态系统。

最简单的方式是引入鸡的生态系统，我们知道， 鸡肉是人类重要的蛋白质来源，而且鸡的食物链简单，谷类以及植物或者昆虫都可以当做鸡的食物。

相比于牛而言，饲养鸡对环境的要求更低，因此，该生态系统较容易在火星上改造成功。

总结

如果想要改造火星的环境为人类所用，那么首先要把火星的地磁场建立起来，而目前人类的 科技 水平还无法达到。

等到火星地磁场建立起来时，再去改造大气成分以及液态水，成功之后再引入鸡的生态系统，如果一切顺利，那么人类或许就可以在火星上生存。

2. 未来移民到火星，我们的粮食怎么生产

目前只能是想象中的种植或者养殖。

一、如果想长期逗留火星，最切实可行的策略就是充凳弯饥分利用火星的现有资源，而不是依闹裂赖从地球运送补给。科学家指出火星定居点需要获取五种资源，其中包括能源、水、氧、建筑材料和食品；前四种资源大量存在于火枣返星之上。

二、在为未来的载人探月或探火任务生产食品方面，科学家进行了一系列研究。在对这些研究进行梳理后，我们发现绝大多数研究都将目光聚焦低热量蔬菜。

三、根据一项新研究，答案可能是蟋蟀农场、地道中种植的农作物和实验室培育的人造肉。

3. 祝融号火星车着陆火星已40多天，它在那里是如何工作的

我国航天事业的发展时间比较短，但是卖桥肆我国航天技术的提高却很快速。随着我国航天事业迎来了全新发展的阶段，我国航天技术人员进行了技术改革和创新，充分保证了航天器材和航天员的安全性。

祝融号火星车着陆火星标志着我国航天事业进入了新的阶段，而且我国航天技术人员还在其基础上大力完成更高程度的火星探测任务。现如今，祝融号火星车已经在火星上工作40天了。火星车到达火星之后，火星车背部拥有太阳能发电板，从而完成火星车能量供给，火星车装载了多个摄像头以及六个可以自由活动的车轮，从而完成火星地质地貌的拍摄。

总的来说，我觉得火星车开始工作之后，火星车上的各种设备以及各种各样的工具陆续发挥显着的作用。尤其是为火星车提供能量的太阳能电池板，火星车需要到达火星消猜的各个角落，为了防止某一个轮子出现故障之后，其他五个轮子无法派上用场，所以我国的火星车设计师将火星车的六个轮子设计成自由转动的轮子。比如说第一个车轮因为某些原因无法继续使用，其它五个轮子仍然可以继续发挥作用，这样一来，火星车就更容易适应火星上复杂的地质环境。

4. 火星探测器在火星上都是如何工作的

火星探测器在火星上面是这样工作的，首先探测器身上有很多高科凯握技设备，它可以勘测地形，然后收集火星上面的土壤进行各种各样的检测，而且还能够自我防护。其实很多小伙伴对于火星探测器还是不怎么了解，我们只了解了一些表面的事情，比如说探测器要通过火箭才能够发射到火星上面，其实就这一部已经让很多科学家绞尽脑汁了，再加上探测器能够在火星表面安全着陆也是一个大难题，不过现在已经有国家将探测器弄到了火星上面，接下来主要以美国的好奇号火星探测器为例子，我们可以讲解一下它在火星表面到底是如何工作的。
对于火星探测器你还有什么比较好的想法，欢迎写在评论下方，我们一起讨论吧。

5. 最新的科学发现,火星上有什么物质值得我们关注

火星上有明显的四季变化，这是它与地球最主要的相似之处。但除此之外，火星与地球相差就很大了。火星表面是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。浓厚的二氧化碳大气造成了金星上的高温，但在火星上情况却正好相反。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，因而根本无法保存热量。这导致火星表面温度极低，很少超过0℃，在夜晚，最低温度则可达到-123℃。
这是美国宇航局海盗号环绕器拍摄的火星全球照片。图中可以清晰地看到巨大的“水手谷”。水手谷长约4000公里，深度约8公里。

火星表面的景色。这是由着陆在火星表面的探路者号罩纤桥探测器拍摄的。远处可见名为“双子峰”的火星山峰

火星表面纵横交错的河床。这些河床已经干涸，但它们可能是在远古时期由大量的洪水冲刷形成的。

火星表面的水滴状地形，看起来似竖谨乎更象是一个个岛屿。环绕着这些岛屿的悬崖高度都在400-600米之间。

位于火星南极附近的聚集在一起的大片沙丘。这些沙丘与地球上最大的沙丘一般大小。

火星南极的冰盖。这些冰盖至少有方圆400公里，主要由干冰组成。

这是火星表面一个不寻常的特征，被叫作“白石”。它的成因尚不清楚，但可以确认的是它与极物猛地无关，因为它位于赤道附近。

火星表面扬起的大范围沙尘暴。这次沙尘暴生成于火星南极附近，影响范围约有数百公里。

6. 为移居外太空打前站！科学家探索在月球和火星上制造氧气

作为地球唯一的天然卫星，阴晴圆缺皆可见的月球，无论是在神话传说还是现实生活中，一直对人类有着难以忽视的影响力。而随着 科技 的进步，人们 探索 外太空的步伐，也从月球上迈出了第一步。因此也不难理解，科学家们选择以月球环境为条件，实验在外太空制造氧气。

近日，英国《自然·通讯》杂志发表的一篇化学研究论文报告称，用电分解水，在月球和火星上获得的氧相较于地球更少。不过这并不是一个坏消息，反而有助于我们了解，如何使用有限资源创造条件实现外层空间定居。

欧洲空间研究与技术中心的科学家在实验中发现，与月球和火星相似的重力条件下，氧产量比在地球上减少了11%。研究人员还发现他们可以推断高重力数据以匹配低岩滚脊重力飞行数据，他们认为这是首次使用成本较低、高重力的设置实现对低重力结果的模拟。

移居太空，氧气先行

想要移居太空，首先要解决的一个重要前提，就是氧气。目前我们的宇航员在空间站中所需的氧气来源，通常是电解水氧气发生备迹器和预先携带的高压氧气瓶。但是如果想要大规模长期生存，从所在星球就地取材才是更合适的办法之一。而相较其他星球来说，近在咫尺的月球无疑是最佳实验对象。

美国阿波罗计划和2020年我国嫦娥五号带回来的月壤粗渗，经科学研究发现存在大量含氧的化合物。2020美国“索菲娅”天文观测台观测证实月球的向阳面上存在水。这两项研究成果，无疑为在月球制氧提供了必要条件。据嫦娥五号月球样品研究成果相关论文，月壤中的氧元素质量可占总质量的41%~45%，以月球表面十米的月壤计算，产生的氧气量可以让地球上所有约80亿人使用近十万年的时间。

常用制氧方法

电解水制氧：电解水本身并不复杂，但是人类还不能完全确定月球上水冰的数量、分布和存在状态，此外水冰存在的区域温度极低，甚至有可能低于 -200 ，无疑为制氧工程带来巨大挑战。

月壤制氧：目前较为主流的方法有还原法、热裂分解法以及氟处理方法。还原法：利用氢气的还原性将矿物中的金属元素置换出来，并且生成水，然后再把水电解制备出氧气。同样的原理，也可以利用碳进行还原，然后再 分解二氧化碳制氧。热裂分解法：通过2000 以上的高温，让月壤发生热裂解直接产生氧气。氟处理：硅酸盐氟化制备氧气，同样需要比较高的温度。

总结

本次发表的论文，研究团队 探索 了不同重力环境对利用电分解水(称为电解)的影响。或许在未来人类定居月球或火星时，需考虑消耗更多能源来生产可供呼吸的空气。

7. 太空工厂的产品实验如何进行

目前美国科学家正在进行“用声音创造有形世界”的研究。而这个研究的背景就是太空环境。

这一研究源自一群研究生的奇思妙想———你能仅仅用声音创造出一个固态的三维物体吗？

这听起来似乎有些不可理喻，但美国佐治亚科研所的这几名研究生认为，这一设想绝不是在盼着天上掉馅饼。他们计划在明年发射的美国航天飞机上建一个“声音工厂”进行这项实验。

到目前为止，这一计划进行的前期实验所取得的成功让所有参与者都惊叹不已。每年美国航空航天局都为学生安排一段时间，让学生在KC－135飞机上进行一些让人看好的实验。KC－135飞机每次飞行时间为2至3小时，其间飞机以40个到60个抛物线轨迹飞行，每次作抛物线飞行时，研究人员大约有30秒钟的时间处于失重状态，他们的实验就是在这一特殊环境下进行的。

这群研究生的计划是这样开始的：他们找到佐治亚科研所空间工程系教授科默拉斯作为导师，并从一本名为《在失重状态下进行学术研究的机会》的书中发现一个研究课题———利用声音在一个屋子里悬浮起一游稿小块物质。这一构想实际上是将某种物质融化，然后使其在失重状态下冷却，可以使之形成一个球状物。科学家认为，学生们的实验一旦成功，对于精密仪器制造业将是一个很大的推动。

科学家说，这一构想实际是“声音悬浮”现象，研究是有可能实现的。在密封的房间里，声波从前方的墙壁传到后墙，然后再反射回来，与新的声波重叠，如果房间的长度正好与声音的波长一致，发出的声波与反射回来的声波在同一时间会结合成一道“直立的波”，而这一“直立的波”是寂静无声的。由于周围气压高，任何物体一旦处于“直立的波”的位置，移动起来会很困难。

科默拉斯领导的研究小组经过详细推算后发现，如果声音的频率恰到好处，在气压最小的地方将会形成一片平展的无声区域，以垂直态横贯房间。科学家认为，如果在音乐厅出现这种情况是不堪设想的，因为那意味着有一排的听众什么都听不到了。但是在一个没有重力的房间里，结果只有一个：“声音悬浮”使物质形成“一堵墙”。科默拉斯意识到通过这种方式可以形成某种固态物质，从而又诞生了“声波塑形”这一构想。

科默拉斯说进行这样的实验十分简单，只需通过亥姆霍兹方程式计算，即可为某房间选择一个合适的声音频率，然后将物质塑造成想要的形状。科学家计算出，当声音频率在800赫兹或1600赫兹时，无声区域正好与房间等宽。但是，实际验证的过程是艰辛的。

学生们用塑料制作了一个简单的“声波塑形”盒，在盒子的一内侧安装一个家用立体声扩音器，然后向盒中倒入一些直径仅几毫米的聚苯乙烯小球。他们将声音尽可能地放大，但这些小球并没有移动。他们更换了多次扩音器，小球还是无动于衷。科学家认为，这可能是因为盒子不隔音的缘故。直到1997年4月，研究人员第一次在航天飞机上用隔音盒子进行了实验。在航天飞机开始第一段抛物线飞行时，研究人员将声音的频率稳定在800赫兹，当航天飞机进行几秒钟的自由滑行时，盒子里的聚苯乙烯小球立起来，形成一道墙。实验成功了！后来研究人员又先后在太空进行了7次实验。其中一次，他们将聚苯乙烯泡沫、做糕饼的材料及其他一些物质的碎屑混合在一起放入盒中，结果发现，比起单一物质，不同的物质的混合物更容易聚合在一起，这是利用声音将合成物塑造成形的技术的关键。科默拉斯确信，如果使用大小合适的盒子和频率合适的声波，可以把物质制造出各种仔肆各样的形状。

据悉，为支持科学家开展这项实验，美国航空航天局在航天飞机上特别预留了一个实验的空间。明年3月，研究人员将在太空中进行另一项实验，以证明三维立体的造型不但可以制造出来，而且还相当持久坚固。届时，在一个高30厘米、直径4厘米的圆柱体中，声波将使粉末状的松脂形成一个直径2.5厘米的圆盘，然后研究人员再将念磨轿胶水涂抹于圆盘上，并精确计算好时间，以保证在航天飞机再次进入大气层时，胶水已渗入松脂并凝固。这个实验旨在测试在太空中制造材料是否能经受住大气压力，这也是这项技术能否应用的关键。科默拉斯认为这是在太空建立一个永久“声音工厂”的第一步。

科默拉斯认为，以太空为基地，将“声波塑形”技术应用于飞机设计与制造，将使飞机制造业极具市场竞争力。科默拉斯还说，只要原材料到位，不需用夹具，太空“声音工厂”即能按照要求简单、快速地制造出复杂精密的仪器或零部件，然后运送到地面。

虽然目前佐治亚科研所没有为该项目提供科研经费，各航空公司或其他一些潜在的合作伙伴也不愿出资赞助此项研究，科默拉斯对此仍表现乐观。他认为，将来会有越来越多的人移居太空，他们需要在太空建造实验室、办公室、厂房以及居室。如果通过航天飞机将建材运送到太空，不但要花费好几年时间，而且造价不菲：将某一物体发射到太空固定轨道上目前的成本是每千米10000美元。而一座建立在太空中的“声音工厂”将使这些难题迎刃而解。只要有原材料，比如利用月球上的矿产，一间浴室大小的车间，一个麦克风和一台计算机，你就可以制造出任何你想要的东西。

日本一家酿酒公司宣称，计划酿造第一批“太空啤酒”，这些啤酒将用国际空间站曾经存储的大麦进行酿造。

研究人员称，这项计划将是未来人类扩展在太空领域生活的一部分，很可能当宇航员辛苦地完成一次太空行走之后会舒服地饮用一杯冰啤酒。日本札幌市酿酒厂称，首批太空啤酒可能是由2006年在国际空间站上保存5个月的第三代大麦粒酿造的。该酿酒厂主管JunichiIchikawa告诉媒体记者，“我们希望能够在今年11月完成啤酒酿造，到时宇航局们将有幸品尝到太空第一杯啤酒!”

札幌酿酒厂工作人员表示，该公司将有足够多的太空大麦能够制造出100瓶啤酒，但是并未直接计划将太空啤酒投入到商业销售领域。据了解，该公司与日本冈山大学生物学家ManabuSugimoto副教授实现了技术合作，他曾参与完成了俄罗斯一项太空计划——如何在太空中培育可食用植物。他指出，大麦可以生长在恶劣的环境中，比如较高和较低的温度下，并且富含纤维和营养成分，进行太空农业种植非常理想。在未来，我们可以实现在太空中延长生存时间，并培育农作物维持自身生存。

到目前为止，科学家尚未发现地球和太空上种植的大麦有任何差别，ManabuSugimoto将于7月份将该研究中的太空大麦DNA分析递交至加拿大研究会议上。他说：“最后，我希望我们的太空研究不仅仅能够生产太空食物，还能够更多地喜欢太空食物和学会享受太空生活。”这是目前最新的关于食物的太空实验。

俄罗斯“动力”火箭航天公司领导人·塞瓦斯蒂扬诺夫对外界宣称，未来的国际空间站将成为一个名副其实的太空加工厂。

尼古拉·塞瓦斯蒂扬诺夫表示，今后，他们将考虑让国际空间站成为一个太空港，执行太空任务的宇航员们不仅可以在这里工作和生活，而且他们还能够在与国际空间站连接的小型工厂和实验室内从事其他科研活动。

为了实现这一计划，俄罗斯“动力”火箭航天公司和“进步”中央特种设计局将联合实施一个名为“眼睛”的项目。为此他们还将培养一大批年轻的宇航员。

根据当前的计划，国际空间站将在2011年建成。在此之前，美国计划进行14次飞行任务来完成空间站的建设，欧洲提供的“哥伦布”号实验舱和日本建造的“希望”号实验舱。这些上亿美元的实验舱将大大扩展空间站的实验能力，为人类登陆月球和火星提供关键性研究工作，如空间医学和辐射防护。

中国在利用太空生产药物方面可以说走在了世界前列。

在我国每一次飞船发射时都有许多种类的生物经过有关部门严格审批之后有幸挤上飞船回收舱内的有限空间。科学家仅仅是给这些生物一次太空旅游的机会吗？显然不是。当这些生物到达地面的时候，科学家发现，他们发生了奇异的变化。太空中无重力、无空气对流的环境为制造新药提供良好条件。如干扰素，20世纪末在美国是利用遗传工程技术由生物细胞制取，纯度很低，因为要把它从100多种其他生物细胞产生物的混合体中分离出来，操作要非常小心，速度很慢，否则溶液中的混合物容易上升或下沉。太空中由于没有重力，不会出现这种问题。科学家相信，在太空中制造的干扰素纯度是地球上制造的100－400倍。

在我国每一次发射神州号系列飞船时，都会搭载一些盛放着微生物的小小试管。当这些试管在太空中遨游数天之后，里面的微生物就成了科学家们寻找新药物的珍贵来源。这种奇怪的变化是怎么发生的呢？由于太空与地面的环境有很大的差异，生物在这种特殊环境的影响下容易发生一些基因变异。有时候人类希望生物长成我们希望看到的那个样子，例如青椒、西红柿等瓜果蔬菜，希望它个儿越大越好，从科学家的角度来说，就希望它们的基因能够朝这个方向变异，太空环境恰恰满足了科学家的这个要求。

微生物是目前药品的主要来源。但因为有些药物的生产能力非常有限，因而价格昂贵，例如抗癌药物紫杉醇，每公斤成品价格大约500万美元左右。如果发现能够大量生产紫杉醇的变异了的微生物，那就意味着以后制药成本的大幅度降低。这就是在“神舟”号飞船上搭载微生物的原因。高能粒子在对宇航员造成辐射的同时，也使种子或微生物的遗传物质DNA受到损伤，这些损伤导致了植物或微生物外观或产药能力的变化。

有人对航天诱变育种提出质疑，认为仅仅在太空中遨游一圈就能发生基因突变，而且是对人类而言有利的突变，觉得不可思议。这是一种误解。在太空中经过航天诱变的种子或者微生物，有可能发生三种方向的突变：更好的方向、更坏的方向、不变或夭亡。太空制药是在大量变异了的微生物中发现那些非常少的朝更好的方向变异的菌株，然后对其进行培养。

外部空间有许多在地面所不具备的看不见、摸不到甚至也感觉不到的特性。例如：失重、宇宙辐射、真空、低温等。这些是诱变育种的理想条件。

研究表明，太空环境中引起诱变的主要因素是宇宙射线和微重力。其机理是：由于高能粒子引起生物遗传物质DNA的损伤而导致生物产生可遗传的变异。而微重力通过增强植物材料对诱变因素的敏感性，使染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生。微重力对植物的激素分布、钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。研究还表明，微重力可能干扰DNA损伤修复系统的正常运转，即阻碍或抑制DNA链断裂的修复。

美国、前苏联主要研究细菌变异对宇航员健康的影响，忽视了这种变异在诱变育种中的应用。因此我国在这方面走在世界前列。

美国、前苏联是很早就发现空间中植物、微生物的变异情况的。但他们重视基础理论和空间医学研究，更多考虑这种变异对宇航员的影响，而忽视了空间诱变育种的应用。例如它们研究大肠杆菌的变异，是防止变异了的大肠杆菌不能同宇航员和平相处而给宇航员带来健康上的危害。

在空间生命科学研究方面，我国较早开始了航天诱变育种的研究。1986年12月，北京西山会议决定应用卫星搭载生物材料进行空间生物学研究。由于我国在空间诱变育种方面的成绩，国际上已经开始重视这方面的工作。俄罗斯、保加利亚、菲律宾等国家和地区都要求与我国开展合作。

在历次“神舟”号飞行中，“神舟1”号上主要搭载了一种生产他汀类降脂药的微生物；“神舟2”号上主要搭载了生产抗癌药物紫杉醇的微生物。

经过“神舟1”号搭载及地面筛选后，中国科研人员得到了生产他汀类药物的真菌的一株变异株，其他汀产量提高1倍多，耐硒能力也显着增强。硒缺乏会导致血液胆固醇浓度升高。他汀能改善内皮细胞功能，增加氧化亚氮的生成，扩张血管，保持血管内皮的光滑性。未变异的菌株他汀产量低，而且硒含量过高就会导致菌株死亡。

可喜的是曾经五次搭载“神舟”系列飞船的太空药“神舟3”号，目前已经在陕西杨凌投入批量生产，部分省市的普通老百姓，已经可以在药店和医保医院购买到高科技的“太空药”了，而在国外则只有少部分富人才能够吃到这种特殊的药品。

“神舟3”号是我国第一个拥有自主知识产权的太空药。“神舟3”号原料药和口服液的生产菌种α-溶血链球菌，是从人体中提取的有益菌种，包括“神6”在内，这些菌种已经五次搭载“神舟”系列飞船和4颗返回式科学技术实验卫星，在太空的特殊环境下，菌种发生基因变异，从而培养出更优质的具有更多功用的菌种，用于进行肿瘤辅助治疗，增强骨髓造血干细胞以及调节机体免疫力。目前，在陕西、四川等省都可以购买到这种太空药。

知识点

高真空

真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部分物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）作为压力的单位。目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。

真空具有如下性质：

1.空非无，如果真空中没有粒子，我们就会准确地测出场(0)与场的变化曲率(0)，然而海森堡不确定性原理表明，我们不可能同时精确地测出一对共轭量，所以，可以“空”，不能“无”。因此，在真空中，粒子不停地以虚粒子、虚反粒子对的形式凭空产生，而又互相湮灭，在这个过程中，总的能量保持不变。

2.真空存在极性，因此说真空是不对称的。但这种不对称是相对局部的，在相对整体上又是对称的，如此的循环嵌套构成了真空的这个性质。

3.真空的每个局部具备了真空的全体性质。大和小是相对而言的。时间也是相对于空间而言的，时间不能脱离了具体的空间而单独地存在。

高真空技术广泛应用于工业生产和科学研究上，如生产半导体材料、元件，制造电子管、X光管、显像管、照明电器以及真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空隔热、真空热处理等方面。小到真空吸盘，大到高能粒子加速器都要涉及高真空的概念及技术。激光陀螺是迄今为止在惯性技术领域唯一真正获得了卓有成效的实际应用的非机电式中高精度惯性敏感仪表。它具有稳定性好、精度高、动态范围宽、寿命长等诸多优点。而超高真空的获取是激光陀螺制造过程中至关重要的环节。在激光陀螺的密封、抽真空、检漏、等离子清洗等过程中，都涉及超高真空的获取技术。

8. 在什么样的前提下，火星才能进行工业生产

人类真正意义上的进步是从工业革命开始的，可见想要发展就必须先进行工业革命，而工业革命最重要的就是石油。即使是现阶段的技术，人类的发展依旧无法离开石油。石油为气态、液态、固态的烃类混合物，常位于地下层。近几年，人类一直想要开发火星，但开发的前提是火星要有石油，那么会有吗？

9. 太空工业化的进程进展到何种地步

从目前的状况看，太空城、太空移民、月球基地和改造火星所需要的基本技术人类已经具备，太空生产、加工的可行性已经得到实验验证。目前全世界航天年潜在发射能力可达上万吨，大型空间构件的组装已不存在很大困难。因此从技术角度上讲，太空工业化的目标并不遥远。显然，巨额资金需求将制约着未来航天技术的发展进程，但实现太空工业化等目标的最大挑战或许来自于人类的价值观和人类的合作精神。