理论上,我们可以使火星大气层变厚,使火星温度升高,甚至产生地表水,但我们不能再造一个像地球一样的大气层,或开放的生物圈。
目前,由于太阳风的剥离作用,火星每年损失约6.3亿吨大气,但这与大气总质量(25万亿吨)相比微不足道。NASA已经计算,如果损失可以通过某种形式的磁屏蔽停止定位在L1(有一项研究,看到NASA提出磁屏蔽保护火星的大气层)的详细信息,然后从火星地壳将大大自然脱气建立大气在几十年内,允许一些地表水形成。
考虑到这一点,地球的大气压力是101.3 kPa,有5.15 x 10^18公斤的气体存在,其中80%是氮。
火星目前的大气压力只有6千帕,相当于2.5 x 10^16公斤的气体,其中95%是二氧化碳。
为了让火星的大气压力达到100千帕,我们需要进口3.875 x 10^18公斤的气体,这几乎是目前数字的160倍。
现在,你如何将一个行星的大气层增加3875亿吨呢?即使我们南部极地冰帽融化,地球上二氧化碳永久冰的唯一来源(北方冰帽已经失去它的二氧化碳每北方夏天),这只会解放一个微不足道的6.25 x 10 ^ 16公斤的气体和提高6到15 kPa的大气压力。
看来我们需要一个外部的气体来源来增加我们行星的储量。一个很有希望的来源是小行星带,其中最大的天体谷神星,最近被发现含有很高的水含量,估计高达30%的水冰。由于谷神星的质量为8.589 x 10^20公斤,它似乎是一个很好的水源,通过仔细排列开采的包裹,它可以被航天飞机送入火星大气层。在进入大气层的过程中,大部分的水会分解成氢和氧,氢会飘散,但氧会被火星引力所困。乍一看,这似乎是一个理想的方式,以获得一个良好的,可呼吸的空气,但你永远不会得到任何超过分压建立,除非你不介意空气在更高的浓度变得易燃。
我们真正需要的是氮的来源,它不仅是一种膨胀剂,也是一种让植物在地表扎根的方式。我们在哪里可以找到3100万亿吨的氮?嗯,我们看看土星的卫星土卫六,它的大气质量是6.13 x 10^18公斤,其中94.2%是氮!我们现在需要做的就是找到一种方法,将土卫六一半的大气层输送到火星,然后将谷神星的水注入剩下的大气层,这同时也能很好地为这个星球提供水分。
这听起来像是一个长期的项目,但如果有足够的几代人致力于跟进,那就太棒了。我们最好开始开发更多的重型货船来满足需求。