火星城有多少人口
『壹』 迪拜郊外的沙漠建造了一座火星城市
建築師為迪拜郊外的沙漠設計了一座火星城市
迪拜是一座消防員使用噴氣背包、群島白手起家、建築物攀上雲端的城市；一個位於廣闊紅色沙漠中的光滑大都市。初次來訪的遊客會以為他們偶然發現了一部科幻電影的片場，這是可以原諒的。
現在，迪拜已經准備好迎接它迄今為止最超凡脫俗的建築項目了。
2017 年，阿拉伯聯合大公國宣布了在未來 100 年內殖民火星的雄心。但建築師們已經在想像火星城市的樣子——並計劃在迪拜郊外的沙漠中重建它。
火星科學城最初被指定用於覆蓋 176,000 平方米的沙漠——相當於 30 多個足球場的大小——耗資約 1.35 億美元。
作為迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心 (MBRSC) 開發殖民火星所需技術的空間，建築師 Bjarke Ingels Group被要求設計一個適合在火星上維持生命的城市原型，然後對其進行改造以供使用在阿聯酋沙漠。
對於這個獨特的委託，建築師們首先必須克服創造設計以使火星荒涼的環境適合居住的巨大挑戰。
火星大氣層稀薄，沒有全球磁場，因此幾乎沒有保護免受有害輻射的影響。溫度是另一個問題——火星上的平均溫度是-63攝氏度（-81華氏度）。稀薄的大氣也意味著氣壓很小，因此液體會迅速蒸發成氣體；盡管氣溫極低，一個未受保護的人類血液仍會在火星上沸騰。
但據與迪拜項目無關的倫敦帝國理工學院太空實驗室主任喬納森·伊斯特伍德 (Jonathan Eastwood) 所說，在火星上生活的挑戰遠遠超出了技術層面。
「我認為在火星上持續存在的最大挑戰不是工程[或科學]挑戰，而是人類[和]個人挑戰，」伊斯特伍德解釋說。
「所以不僅僅是回答關於你如何生存的問題，而是你如何茁壯成長？」
Bjarke Ingels Group 的合夥人 Jakob Lange 希望他的設計能夠支持後者，他向 CNN 解釋了他和他的團隊計劃如何克服紅色星球帶來的挑戰。
為了保持舒適的溫度和適宜居住的氣壓，火星城市將由加壓的生物穹頂組成，每個穹頂都覆蓋著透明的聚乙烯膜。通過向地下冰層供電產生的氧氣將充滿每個生物穹頂。
隨著火星上人口的增長，生物群落將連接在一起形成村莊，並最終形成環形或「環面」形狀的城市。
這座城市將使用太陽能供電和供暖，稀薄的大氣實際上可以幫助圓頂保持溫度。
「由於火星上的大氣層很少，熱傳遞將非常低，這意味著穹頂內的空氣不會像地球上那樣快速冷卻，」蘭格說。
建築物將在圓頂下使用火星土壤進行 3D 列印，房間將在地下延伸 20 英尺，以防止有害輻射和流星。
超凡脫俗的設計甚至在某些地方變得有點俏皮。「未來在火星上，你的地下洞穴里會有天窗，就像水族館一樣，魚在周圍游來游去，」蘭格說。水窗將保護居民免受輻射，同時允許光線進入地下房間。
不再受地球物理的束縛，火星建築可以呈現出全新的形式。
「大約有三分之一的重力意味著你可以突然製造出[更細]和[具有]更長結構跨度的柱子，」蘭格說。「它創建得幾乎就像一個全新的規則集，你在設計太空建築時必須遵循。」
根據伊斯特伍德的說法，該設計滿足了火星帶來的挑戰。「我認為 [這些設計元素] 絕對 [是] 長期存在的關鍵基礎設施的一部分，」他說。「逐漸屏蔽[免受輻射]的想法是明智的[...]水窗的想法非常優雅。」
MBRSC 表示，科學城仍處於概念階段，尚未確定最終建築的設計師或建築師，但 BIG 已經制定了如何調整其對迪拜沙漠的提案，如果被選中。
阿聯酋的希望號探測器准備發射到火星上
在地球上，圓頂不需要加壓或充滿氧氣，建築物將使用沙漠沙子而不是火星土壤進行 3D 列印。但是水上天窗仍然存在，並且它也將由太陽能供電。
在 BIG 設計和研究實驗室中，火星科學城將包含教育設施、博物館、圓形劇場和共享辦公空間。
到目前為止，還沒有關於何時開始施工或何時開放的時間表，但 MBRSC 表示目前正在對規范進行詳細研究，它將用於制定修訂後的預算和場地規模。
火星科學城只是迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心開展的雄心勃勃的太空計劃的一部分。去年它把第一位宇航員送入太空；今年夏天它將向火星發射探測器，並在 11 月執行其首次模擬任務。
為期八個月的冒險將在俄羅斯進行，一名阿聯酋船員將被選為六人國際團隊的一員。該任務將測試隔離和限制對身心 健康 的影響。
地球上用於模擬太空任務條件的其他地方包括用於模擬隔離的南極洲康科迪亞站、美國宇航局用來測試火星探測器的加利福尼亞莫哈韋沙漠以及歐洲航天局用作火星模擬的摩洛哥撒哈拉沙漠。
MBRSC 希望未來可以在火星科學城進行此類研究。
MBRSC 火星 2117 項目經理 Adnan AlRais 說：「這將成為我們的平台，在這里我們可以開發有助於我們未來火星任務的科學 [和] 技術。」 「我們希望建立一個全新的設施，幫助國際 社會 。」
為了在不到一個世紀的時間內實現其殖民目標，MBRSC 承認，對太空旅行的熱情必須代代相傳。它希望火星科學城能夠激勵下一代夢想在這顆紅色星球上生活，以使其成為現實。
『貳』 2100年前火星上將建成百萬人口城市，美科學家為何這么說
只是一種設想，美國火星學會會長、火星研究愛好者兼工程師羅伯特·祖布林認為，2030年前，人類將在火星上常駐，2100年前，那裡將出現百萬人口的大城市。
祖布林認為，馬斯克2050年前將百萬地球人送往火星的計劃是“雄心勃勃”的。他說： “我們可以在這個時間前，先向火星發送1000人，他們將在火星上進行工農業生產工作，從而有機會支持更多人的活動。飛往火星以及在火星上出生的人越多，我們會擴展得越快。 2070年前我們將建成城市，並在2100年前把它發展成百萬人口的大城市。”
但是通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更干。美國國家航空航天局於2015年11月5日公布了關於火星大氣的觀測結果，並闡述了其大氣層為何如此之薄。觀測顯示，太陽風可能是剝奪火星大氣的罪魁禍首。太陽風每秒鍾仍在帶走約100克的火星大氣。太陽風是來自太陽的高速粒子流，當它抵達失去磁場保護的火星後，會產生一個電場，加速火星大氣中被稱為離子的帶電原子，令其逃逸至太空中。
『叄』 想住在火星上嗎火星城市長什麼樣2054年開始建設火星城市
如何在火星上建設城市？
歡迎來到有史以來最先進的城市。
一座火星城市的俯瞰圖。圖源：ABIBOO/SONet
幾個世紀以前，當艾薩克·牛頓談及他的眾多發現，他說如果他能看得更遠，那隻是因為「站在了巨人的肩膀上」。21世紀，當各個大國和航天公司正在竭盡一切的技術、試圖在火星上建立第一批人類城市時，或許很快就要產生和牛頓同樣的感受。
這意味著科學家仍需在許多不成熟的前沿領域進行開拓。「有一些關鍵的技術我們依舊沒有解決，隧道——就是最重要的因素之一，我們必須找到正確的解決方法。」 ABIBOO建築工作室的創始人兼建築團隊負責人阿爾弗雷多·穆尼奧斯（Alfredo Munoz）在接受《有趣的工程》視覺采訪時表示。
ABIBOO計劃在火星的懸崖表面鑽出龐大的隧道網，在這些隧道內建立巨型建築，並將它們連接成更大的「宏觀建築」。但在挖掘隧道之前，還有一系列工作——要跟進技術、要在火星上找到合適的位置、要轉移施工團隊和設備、還要從火星環境中生產可持續的材料。簡而言之，我們必須在火星上，建設城市。
火星懸崖上向外凸出的城市模型。圖源：ABIBOO/SONet
穆尼奧斯表示：「我們首先需要轉移第一批貨物，埃隆·馬斯克以及像SpaceX這樣的航天機構至關重要，因為Nüwa城僅僅只是一個更大規模的運作的開始。」但在25萬居民遷徙之前，最早一批的太空工程師團隊，就要面臨巨大挑戰。「要每隔好幾年，才能有一次 登陸火星的 機會，因此為了盡可能讓火星上的城市達到臨界的最大規模，我們的科學技術需要指數式的高速發展——直到我們具備物資遷移的條件為止。」
火星上的第一座城市被命名為「Nüwa」，她將承載著直徑32.8英尺（10米）的隧道——「這個問題如今的技術也能解決。」但這並不是最艱巨的任務。想在火星上殖民，幾十年來最具挑戰性的問題，而是如何把足夠的物資轉移到另一個星球上。如果從月球上把物資發射到火星上，節能又省錢，但要想把這么多的物資運送3400萬英里（5460萬公里）可不是件容易事兒，就連只運送幾個街區的距離都必定舉步維艱。
建設Nüwa城，關鍵在於城市的基礎設計。「想讓這座城市建設和運作起來，能用的地球上的資源非常少。大部分材料必須在火星上生產。這也就是為什麼要建五個不同的城市，因為所需的一切資源不可能僅從一個地方獲得。」對地球而言，可持續發展意味著：能達到同等發展目標的前提下，避免能量和資源的浪費，並且不污染環境。穆尼奧斯 反問道：「既然我們可以在紐約生產材料，為什麼還要把材料從巴厘島帶到紐約呢?」他認為，可持續發展「不僅是不破壞環境，更是用最少資源、實現最大效益。」
實現火星上的可持續發展，竅門在於「不污染水資源的前提下，以經濟、可擴展的方式建設城市，」 Munoz說道，「這不僅僅關乎保護環境，還在於如何巧妙地利用環境。」
居民登陸Nüwa城的景象。圖源： ABIBOO / SONet
然而，無論是在火星上還是在地球上，任何城市要想繁榮，都需要大量的水和二氧化碳（CO2）。穆尼奧斯告訴記者：「構建城市時，鋼鐵是用的最多的材料。但建立Nüwa城，另一個至關重要的因素，是要具備轉化和生產氧氣的能力。」盡管，有不少人提議，可以通過植物產生氧氣，但是穆尼奧斯和ABIBOO認為，這並不足以支撐整個城市的人口。「根據我們的分析，在一個能維持生命的系統中，僅僅依靠『植被產氧』是不夠的。」 美國航空航天局（NASA）的「毅力」號探測器因此展開實驗，探究火星上獲取氧氣的方法。在ABIBOO公司，「核心的科學家們正在考慮，可以運輸使用過的空氣，產生用於呼吸的空氣……這跟冰箱幾乎是一個道理」。
「大部分土木工程的艱苦工作將由機器人來完成，雖然人類不可能完成所有的工作，但是他們可以監督機器人工作。」盡管也有人提過用機器人建造隧道的想法，但在懸崖邊上的隧道里具體建什麼，卻是由ABIBOO第一個提出的。「『宏觀建築』其實是我們創造的一個概念，它由很多自成一體、功能齊全的模塊共同組成。」整個宏觀建築就像一個巨型樂高積木，只不過配備了中央供暖系統。
火星上一個城市模塊的內部景象。圖源：ABIBOO / SONet
3 「宏觀建築」將迎接重重挑戰
每座宏觀建築有半英里（800米）寬，656英尺（200米）高，492英尺（150米）深——幾乎和紐約市中央公園一樣寬。穆尼奧斯表示：「每座宏觀建築將包含12個模塊建築，每個模塊建築都由相互關聯的3D隧道組成。」但這個計劃，並不是要重復中產階級社區千篇一律的美學。因為這12個模塊 「每個都與眾不同」，它們相互協作，轉化功能模式，創造與眾不同的建築整體。
各種「宏觀建築」的示意圖。圖源：ABIBOO / SONet
在功能上，這些巨型建築會結合工作場所和住宅模塊，但概念上，其實是一些更適合居住，另一些更適合商業用途。「每座宏觀建築也各不相同」，正是因為這樣，才創造出了「巨大的多樣性」。由於隧道相互連接的方式各異， 因此各模塊的排列也不固定，共同造就了每座宏觀建築獨特之處。
工作和居住模塊會通過高速電梯系統彼此相連。圖源：ABIBOO / SONet
在懸崖的一側建造城市是一個明智的決定，因為在火星表面上問題比比皆是。火星被「淹沒」在太陽輻射中，懸崖便成為了一個天然的屏障，抵禦地球上任何地方都無法抵擋的輻射。火星上的另一個問題，是過低的氣壓。「與地球上的建築物倒塌相比，火星上建築物更可能因為環境的低氣壓爆炸。人類和動物需要的氣壓只是地球海平面大氣壓的70%，建築物內有80%的大氣壓」，因此在火星上，如果不斷讓氣球膨脹到這個內部壓力，「在某一時刻它就會爆炸」。這對火星上的任何城市而言都是糟糕的結局。
「建築越大，壓力就越大——建築所需的結構量就會增加，同時也需要將其更牢固地固定在地面上。」因為，如果建築中含有比外部大氣壓力更高的空氣，整個建築最終就會升到火星的天空中。這意味著，要想生產化學品，必須在厚筒倉內進行，以避免因壓差而發生的爆炸。火星上當然還存在著其他的挑戰，比如重力較低，以及熱量容易流失到外部環境。穆尼奧斯認為，通過在地下建造房子，「很多問題就能迎刃而解」。
Nüwa城的大面積庭院。圖源：ABIBOO / SONet
不過，假設一個孩子從小就在這樣的地下洞穴中長大，這對心理 健康 可不是什麼好事，當然也不能很好地激勵人們移民火星。「所以，我們旋轉個90度。我們把一切建築都位於地下，由於我們可以進入懸崖的另一邊，因此，不妨打穿懸崖，既能讓直射的陽光照進室內，又能將人們隔絕於外界的惡劣環境。」在城市上方、山頂的平台上，可以種植用於生產食物的植被，那裡能「為植物提供適合生長的巨大能量」，「一方面人類不能進入這塊種植區域，另一方面，植物也不需要室內那麼大的氣壓。」
城市內部圖，可將火星地平線盡收眼底。圖源：ABIBOO / SONet
然而，在過去的十年裡，也有其他在火星懸崖上建造城市的提議。2016年的火星城市設計競賽里冒出了一個概念，它從約旦沙漠里的一個有趣的城市——佩特拉得到了啟發。但是ABIBOO的理念更進一步。「要為火星提供一個完備且現實的城市建設方案，非同小可。這個方案涉及各個領域，包括生命支持系統、行星地質學、天體物理學、空間工程、生物學、藝術、建築學、天體生物學、采礦學、心理學、太空法律」等等。SONet是一個多學科融合的團隊，他們一直專注於在其他的世界裡找到合適的定居之地，並且也提供了這樣的科學專業知識。通過Nüwa城和其他未來的火星城市的建設，ABIBOO的目標，是樹立全新身份，創造融合科學，誕生藝術，「因此我們也能和我們生活的地方產生更加感性的聯系。」
3月份下旬，ABIBOO預測Nüwa城的建設將於2054年啟動。但在把第一批宇航員送上火星表面之前，很難預測下一步計劃什麼時候才能展開。穆尼奧斯說：「所有方案的落實都是先在實驗室里開始的，盡管2054年啟動建設城市聽起來還挺實際，但真正的啟動受其他所有因素的影響。」加入SpaceX的首席執行官埃隆·馬斯克想要推遲火星計劃，那麼ABIBOO也會隨機應變。「我們需要之前登上火星的宇航員們帶來的分析數據，找到火星上合適的選址，不然是沒法建設Nüwa城的。」不過，一旦Nüwa城真正開始建設，擁有技術最先進的人類城市的，將不再是地球，而是火星。
BY: Brad Bergan
FY: 小戴同學
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『肆』 盤點地球上的「火星基地」，乍一看還真以為是火星
地球雖然是一顆蔚藍星球，但也有許多地方和火星相似，除了空氣、重力和輻射不同之外，乍一看上去還真以為是到了火星。人類為了模擬火星生存實驗，紛紛在這些地方建造火星模擬基地，下面就來盤點一下地球上真實存在的「火星基地」。
1、夏威夷莫納羅亞火山火星模擬器
2、猶他州火星沙漠研究站
美國西部猶他州沙漠是一片赤紅的不毛之地，這里雖然比火星上更溫暖，但地形和地貌跟火星上的非常相似。
猶他州火星沙漠研究站(MDRS)坐落在荒漠深處，只有依靠定位裝置才能找到這棟小型建築，美國宇航局和非盈利科研組織「火星協會」都曾在這里進行過研究。
3、德文島火星北極研究站
德文島位於加拿大高緯度北極地區，氣候寒冷、周期性變暗、環境嚴酷，地表被岩脊、谷地和隕石坑所覆蓋，被稱為 「地球上最接近火星環境的地方」。
這里擁有兩個火星模擬站，一個是火星協會的閃光線火星北極研究站（F-MARS），一個是位於霍頓隕石坑邊緣的Earthy Martian前哨站，不少研究人員在這里模擬火星生存。
以色列航天局在以色列南部沙漠地帶建造了一個火星模擬基地，主體是一個白色的「太空艙」，雖然基地大小隻有50平方米，但在一片不毛之地中十分醒目。
以色里此舉為了讓自己的航天員模擬在火星上的生活，在完全與世隔絕下的情況執行各項探測任務，他們期望未來能與全球其它國家一同登上火星。
中東國家阿聯酋也在建造一座模擬火星生存條件的「火星城」，他們計劃用沙粒作為3D列印材料，耗資1.36億美元計劃在迪拜附近的沙漠中建造一座 科技 城，以模擬火星表面的生命特徵來建造出現實模型。
科學家們將在這里研究火星生活，比如怎樣確保能源、食品和水源的自給自足，如何在外星環境中進行農業種植，並且應對火星惡劣氣候和熱輻射。
『伍』 美科學家：2100年前火星上將建成百萬人口城市，如此預測的理由是什麼
美國科學家預測201 100年火星上將建成百萬人口的大城市，這樣大膽的預測，敢預測80年之後的事情，個人只能說非常有勇氣，但是他這種預測到底有沒有和理性呢？我們可以做一個簡單的推斷。
火星是比地球稍微遠一些的一顆行星同為8，大，行星跟地球是同一個級別的，而且比地球本身的體積重量都要大得多，本身的大氣層就比地球要厚的多，因為火星上面也是有微博的大氣的，所以因為這個有科學家做出大膽的預測，火星可能成為除了地球之外人類生存的第2個家園，但是80年之後到底能不能實現這個就得看未來科技發展的方向了。
『陸』 22世紀建成火星城市移居火星的願景不太樂觀，諸多問題無法克服
阿波羅登月計劃落幕40多年之後,美國重啟了新一輪的載人登月計劃(也就是「阿耳忒彌斯計劃」)、以及2030至2040年之間載人登陸火星的遠大目標,又一次點燃了公眾對太空 探索 的熱情。不過,公共輿論的空間中彌漫著一股濃重的樂觀氛圍,他們人類在上世紀60-70年代的條件下,尚且不惜一切代價的達成了載人登月計劃,那麼,對於 科技 水平大幅提升的21世紀人類而言,再一次踏上月球的土地、甚至建立一個「月球基地」也不成問題。基於此,他們認為人類在月球上積累的經驗和技術,稍作調整就可以應用於載人登陸火星的任務中,各個國家的航天機構不僅僅會實現載人登陸火星的目標,還會建立一個蒸蒸日上、欣欣向榮的火星定居點。
與此同時,一些聲名顯赫的人士和機構也為這一股樂觀的風潮「煽風點火」,比如太空 科技 公司SpaceX的創始人埃隆.馬斯克(Elon Musk)就憧憬著2050年左右,火星上誕生了第一個「人類殖民地」;英國威斯敏斯特大學的天體生物學家萊維斯.達尼爾(Lewis Darnell)預計,2060年至2110年之間,數以千計的地球人會踏上火星的土地,且建立一個、或多個自給自足的人類定居點;憑借石油貿易而格外富裕的阿聯酋也宣布,他們計劃於2117年前後,建立一個容納60萬人口的火星城市。不過,美國的宇航工程學家路易斯.弗里德曼(Louis Friedman)在《人類的太空飛行:從火星到群星》一書中,對這一股樂觀的風潮結結實實的潑了一盆冷水。
上世紀50年代,一股樂觀的風潮也席捲美國和歐洲,人們異想天開的認為地球上的一些極端區域也無法阻止人類開拓的腳步,一些頗有聲譽的科學雜志也刊載文章,闡述人類會在深邃的海底和酷寒的南極建立定居點、甚至大型城市,無論外部環境是多麼糟糕,憑借著技術和設備的人類也可以生存下去。既可惜、又可笑的是,那些「奇思妙想」幾乎全軍覆沒,人類在南極大陸上建立了一些考察站,可供一些人的駐留、科考和研究,哪怕一個小鎮的蹤影也沒有。今時今日,人類對深海的 探索 極為有限,於深海中的活動更是稀少,建立「海底城市」的設想完全是一種天馬行空的幻夢,要長期停留在科幻題材作品中。
火星的嚴酷程度遠遠超過了南極和海底,其地表的平均溫度在零下63℃,火星探測器記錄到的最低溫度為零下126℃,而南極的最低溫度僅有零下89℃(1982年6月23日,前蘇聯的「東方」考察站記錄了這一最低溫度),哪怕身穿防寒服和配備防寒設備,置於零下100℃左右的人們在5-10分鍾內也將死於嚴重的凍傷。火星表層的大氣壓強非常低,僅僅是地球大氣壓強的0.6%左右(即600帕斯卡),若無宇航服的保護,人們的肺會爆裂、內臟受損和出血不止,最終一命嗚呼。更為嚴峻的是,火星的大氣極為稀薄,完全無法阻擋宇宙射線,持續遭受宇宙射線的轟擊,宇航員們的 健康 狀況就岌岌可危了。
路易斯.弗里德曼認為,人們往往「好高騖遠」、對基礎領域的情況視而不見,迄今為止,人類尚無建立「火星城市」的技術基礎,從建築材料的獲取、到循環利用系統等等,仍處於概念和研發階段,可預見的未來中,這些技術和設備也不能成熟和實際應用。與生物、計算機、互聯網等等領域不同,載人航天領域的技術進步比較緩慢,路易斯.弗里德曼認為,更為遙遠的未來里,人類可能會建立火星城市、甚至登陸太陽系之外的星球,但21世紀里,人類在火星上建立人類定居點的前景非常黯淡。
小考題: 你認為人類在21世紀中能否建立火星定居點呢?歡迎你留言討論。
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