在火星上种什么,才能把火星改造成宜居行星?
种核电站 。
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火星冬季(远日点)温度低至140K(-133℃)[1] 。 如果要满足寒温热各类植物的生长 , 至少需要30℃ , 也即303.15K 。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律 , 物体对外单位面积的辐射功率为:
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为辐射系数 , 介于0~1之间 , 含水量高的物体接近1 , 砖块土壤岩石大多数材料在0.9左右 , 金属会更低一些 。 这里以石材为主 , 取0.9的平均值 。
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为Stefan-Boltzmann常数(即黑体辐射常数) , 大小为:5.67×10^-8W/(m2·K4)
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那么 , 要达到植物生长的30℃ , 单位面积需要提供的热功率为:
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在地球上太阳直射的单位面积功率(太阳常数)为1367W 。
为火星供热 , 达到了太阳常数的30%
相当制造一个小太阳 , 光度约早上9点或者傍晚5点的阳光 。
以秦山核电站举例 。
总装机容量656.4万千瓦、年发电量约500亿千瓦时[2] 。
秦山核电站每一秒的功率 , 相当于570万KW(57亿瓦) ,
可给大家提供的种植面积为:13855128.8平方米
接近14平方公里 , 相当于一个县城的建成区面积那么大 。
在这么一个火星种植县内 , 可以修建隔离型建筑 , 然后制造空气等必须物质 , 就可以自给自足了 。
到了夏天 , 火星赤道白天的温度可以高达300K , 可以不再向火星种植县的小太阳提供热量 。 夏天晚上的温度低到213.15K , 但比冬天温度高很多 , 可以适当调节小太阳的功率 。
理论上打造北京城建成区面积(1378km^2)的超级种植城 , 需要建设100个秦山核电站 。
国家核安全法规定5公里内为限制区 , 不得出现万人居住区;15公里为控制区 , 不得出现中小城市 , 核电站可以建设在超级种植城的外围 。
当然 , 维持这么一个超级种植城 , 大约相当于人类当前总核电功率的2倍 。
火星总面积约1.43亿平方公里 , 要在火星上全面种菜 , 需要建设约1000万个秦山核电站 。
在火星上等大中国版图 , 全面种植就需要70万个核电站 。
如果围绕中国版图兴建70万个核电站 , 需要在领土周长上建设10排 。
如果占领火星的国家 , 全部都这么搞 , 先到先得 , 谁强谁得 , 大家纷纷用核电站占地 , 那么火星上最终就会出现用核电站作为国界线的壮观场景 。
ps:人类各国领土变迁史 , 其实也仅仅是这种方式的弱化版而已 。
不过按照当前人类的建造水平 , 要在整个火星上种菜至少需要100万年以上 。
如果可控核聚变能够在未来50年突破 , 这个速度能够指数型的减少 。
毕竟人类历史也是能源利用史 。
谁先突破可控核聚变 , 谁就能先在火星上大面积种菜 。
这就是咋们中国人的星际田园理想(狗头) 。
参考
【在火星上种什么,才能把火星改造成宜居行星?】^Rees,MartinJ.(编).Universe:TheDefinitiveVisualGuide.NewYork:DorlingKindersley.October2012:160–161^人民日报:中国最大核电基地累计安全发电5000亿度
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