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
建筑师为迪拜郊外的沙漠设计了一座火星城市
迪拜是一座消防员使用喷气背包、群岛白手起家、建筑物攀上云端的城市；一个位于广阔红色沙漠中的光滑大都市。初次来访的游客会以为他们偶然发现了一部科幻电影的片场，这是可以原谅的。
现在，迪拜已经准备好迎接它迄今为止最超凡脱俗的建筑项目了。
2017 年，阿拉伯联合酋长国宣布了在未来 100 年内殖民火星的雄心。但建筑师们已经在想象火星城市的样子——并计划在迪拜郊外的沙漠中重建它。
火星科学城最初被指定用于覆盖 176,000 平方米的沙漠——相当于 30 多个足球场的大小——耗资约 1.35 亿美元。
作为迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心 (MBRSC) 开发殖民火星所需技术的空间，建筑师 Bjarke Ingels Group被要求设计一个适合在火星上维持生命的城市原型，然后对其进行改造以供使用在阿联酋沙漠。
对于这个独特的委托，建筑师们首先必须克服创造设计以使火星荒凉的环境适合居住的巨大挑战。
火星大气层稀薄，没有全球磁场，因此几乎没有保护免受有害辐射的影响。温度是另一个问题——火星上的平均温度是-63摄氏度（-81华氏度）。稀薄的大气也意味着气压很小，因此液体会迅速蒸发成气体；尽管气温极低，一个未受保护的人类血液仍会在火星上沸腾。
但据与迪拜项目无关的伦敦帝国理工学院太空实验室主任乔纳森·伊斯特伍德 (Jonathan Eastwood) 所说，在火星上生活的挑战远远超出了技术层面。
“我认为在火星上持续存在的最大挑战不是工程[或科学]挑战，而是人类[和]个人挑战，”伊斯特伍德解释说。
“所以不仅仅是回答关于你如何生存的问题，而是你如何茁壮成长？”
Bjarke Ingels Group 的合伙人 Jakob Lange 希望他的设计能够支持后者，他向 CNN 解释了他和他的团队计划如何克服红色星球带来的挑战。
为了保持舒适的温度和适宜居住的气压，火星城市将由加压的生物穹顶组成，每个穹顶都覆盖着透明的聚乙烯膜。通过向地下冰层供电产生的氧气将充满每个生物穹顶。
随着火星上人口的增长，生物群落将连接在一起形成村庄，并最终形成环形或“环面”形状的城市。
这座城市将使用太阳能供电和供暖，稀薄的大气实际上可以帮助圆顶保持温度。
“由于火星上的大气层很少，热传递将非常低，这意味着穹顶内的空气不会像地球上那样快速冷却，”兰格说。
建筑物将在圆顶下使用火星土壤进行 3D 打印，房间将在地下延伸 20 英尺，以防止有害辐射和流星。
超凡脱俗的设计甚至在某些地方变得有点俏皮。“未来在火星上，你的地下洞穴里会有天窗，就像水族馆一样，鱼在周围游来游去，”兰格说。水窗将保护居民免受辐射，同时允许光线进入地下房间。
不再受地球物理的束缚，火星建筑可以呈现出全新的形式。
“大约有三分之一的重力意味着你可以突然制造出[更细]和[具有]更长结构跨度的柱子，”兰格说。“它创建得几乎就像一个全新的规则集，你在设计太空建筑时必须遵循。”
根据伊斯特伍德的说法，该设计满足了火星带来的挑战。“我认为 [这些设计元素] 绝对 [是] 长期存在的关键基础设施的一部分，”他说。“逐渐屏蔽[免受辐射]的想法是明智的[...]水窗的想法非常优雅。”
MBRSC 表示，科学城仍处于概念阶段，尚未确定最终建筑的设计师或建筑师，但 BIG 已经制定了如何调整其对迪拜沙漠的提案，如果被选中。
阿联酋的希望号探测器准备发射到火星上
在地球上，圆顶不需要加压或充满氧气，建筑物将使用沙漠沙子而不是火星土壤进行 3D 打印。但是水上天窗仍然存在，并且它也将由太阳能供电。
在 BIG 设计和研究实验室中，火星科学城将包含教育设施、博物馆、圆形剧场和共享办公空间。
到目前为止，还没有关于何时开始施工或何时开放的时间表，但 MBRSC 表示目前正在对规范进行详细研究，它将用于制定修订后的预算和场地规模。
火星科学城只是迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心开展的雄心勃勃的太空计划的一部分。去年它把第一位宇航员送入太空；今年夏天它将向火星发射探测器，并在 11 月执行其首次模拟任务。
为期八个月的冒险将在俄罗斯进行，一名阿联酋船员将被选为六人国际团队的一员。该任务将测试隔离和限制对身心 健康 的影响。
地球上用于模拟太空任务条件的其他地方包括用于模拟隔离的南极洲康科迪亚站、美国宇航局用来测试火星探测器的加利福尼亚莫哈韦沙漠以及欧洲航天局用作火星模拟的摩洛哥撒哈拉沙漠。
MBRSC 希望未来可以在火星科学城进行此类研究。
MBRSC 火星 2117 项目经理 Adnan AlRais 说：“这将成为我们的平台，在这里我们可以开发有助于我们未来火星任务的科学 [和] 技术。” “我们希望建立一个全新的设施，帮助国际 社会 。”
为了在不到一个世纪的时间内实现其殖民目标，MBRSC 承认，对太空旅行的热情必须代代相传。它希望火星科学城能够激励下一代梦想在这颗红色星球上生活，以使其成为现实。
‘贰’ 2100年前火星上将建成百万人口城市，美科学家为何这么说
只是一种设想，美国火星学会会长、火星研究爱好者兼工程师罗伯特·祖布林认为，2030年前，人类将在火星上常驻，2100年前，那里将出现百万人口的大城市。
祖布林认为，马斯克2050年前将百万地球人送往火星的计划是“雄心勃勃”的。他说： “我们可以在这个时间前，先向火星发送1000人，他们将在火星上进行工农业生产工作，从而有机会支持更多人的活动。飞往火星以及在火星上出生的人越多，我们会扩展得越快。 2070年前我们将建成城市，并在2100年前把它发展成百万人口的大城市。”
但是通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气似乎比海盗号勘测出的更冷、更干。美国国家航空航天局于2015年11月5日公布了关于火星大气的观测结果，并阐述了其大气层为何如此之薄。观测显示，太阳风可能是剥夺火星大气的罪魁祸首。太阳风每秒钟仍在带走约100克的火星大气。太阳风是来自太阳的高速粒子流，当它抵达失去磁场保护的火星后，会产生一个电场，加速火星大气中被称为离子的带电原子，令其逃逸至太空中。
‘叁’ 想住在火星上吗火星城市长什么样2054年开始建设火星城市
如何在火星上建设城市？
欢迎来到有史以来最先进的城市。
一座火星城市的俯瞰图。图源：ABIBOO/SONet
几个世纪以前，当艾萨克·牛顿谈及他的众多发现，他说如果他能看得更远，那只是因为“站在了巨人的肩膀上”。21世纪，当各个大国和航天公司正在竭尽一切的技术、试图在火星上建立第一批人类城市时，或许很快就要产生和牛顿同样的感受。
这意味着科学家仍需在许多不成熟的前沿领域进行开拓。“有一些关键的技术我们依旧没有解决，隧道——就是最重要的因素之一，我们必须找到正确的解决方法。” ABIBOO建筑工作室的创始人兼建筑团队负责人阿尔弗雷多·穆尼奥斯（Alfredo Munoz）在接受《有趣的工程》视觉采访时表示。
ABIBOO计划在火星的悬崖表面钻出庞大的隧道网，在这些隧道内建立巨型建筑，并将它们连接成更大的“宏观建筑”。但在挖掘隧道之前，还有一系列工作——要跟进技术、要在火星上找到合适的位置、要转移施工团队和设备、还要从火星环境中生产可持续的材料。简而言之，我们必须在火星上，建设城市。
火星悬崖上向外凸出的城市模型。图源：ABIBOO/SONet
穆尼奥斯表示：“我们首先需要转移第一批货物，埃隆·马斯克以及像SpaceX这样的航天机构至关重要，因为Nüwa城仅仅只是一个更大规模的运作的开始。”但在25万居民迁徙之前，最早一批的太空工程师团队，就要面临巨大挑战。“要每隔好几年，才能有一次 登陆火星的 机会，因此为了尽可能让火星上的城市达到临界的最大规模，我们的科学技术需要指数式的高速发展——直到我们具备物资迁移的条件为止。”
火星上的第一座城市被命名为“Nüwa”，她将承载着直径32.8英尺（10米）的隧道——“这个问题如今的技术也能解决。”但这并不是最艰巨的任务。想在火星上殖民，几十年来最具挑战性的问题，而是如何把足够的物资转移到另一个星球上。如果从月球上把物资发射到火星上，节能又省钱，但要想把这么多的物资运送3400万英里（5460万公里）可不是件容易事儿，就连只运送几个街区的距离都必定举步维艰。
建设Nüwa城，关键在于城市的基础设计。“想让这座城市建设和运作起来，能用的地球上的资源非常少。大部分材料必须在火星上生产。这也就是为什么要建五个不同的城市，因为所需的一切资源不可能仅从一个地方获得。”对地球而言，可持续发展意味着：能达到同等发展目标的前提下，避免能量和资源的浪费，并且不污染环境。穆尼奥斯 反问道：“既然我们可以在纽约生产材料，为什么还要把材料从巴厘岛带到纽约呢?”他认为，可持续发展“不仅是不破坏环境，更是用最少资源、实现最大效益。”
实现火星上的可持续发展，窍门在于“不污染水资源的前提下，以经济、可扩展的方式建设城市，” Munoz说道，“这不仅仅关乎保护环境，还在于如何巧妙地利用环境。”
居民登陆Nüwa城的景象。图源： ABIBOO / SONet
然而，无论是在火星上还是在地球上，任何城市要想繁荣，都需要大量的水和二氧化碳（CO2）。穆尼奥斯告诉记者：“构建城市时，钢铁是用的最多的材料。但建立Nüwa城，另一个至关重要的因素，是要具备转化和生产氧气的能力。”尽管，有不少人提议，可以通过植物产生氧气，但是穆尼奥斯和ABIBOO认为，这并不足以支撑整个城市的人口。“根据我们的分析，在一个能维持生命的系统中，仅仅依靠‘植被产氧’是不够的。” 美国航空航天局（NASA）的“毅力”号探测器因此展开实验，探究火星上获取氧气的方法。在ABIBOO公司，“核心的科学家们正在考虑，可以运输使用过的空气，产生用于呼吸的空气……这跟冰箱几乎是一个道理”。
“大部分土木工程的艰苦工作将由机器人来完成，虽然人类不可能完成所有的工作，但是他们可以监督机器人工作。”尽管也有人提过用机器人建造隧道的想法，但在悬崖边上的隧道里具体建什么，却是由ABIBOO第一个提出的。“‘宏观建筑’其实是我们创造的一个概念，它由很多自成一体、功能齐全的模块共同组成。”整个宏观建筑就像一个巨型乐高积木，只不过配备了中央供暖系统。
火星上一个城市模块的内部景象。图源：ABIBOO / SONet
3 “宏观建筑”将迎接重重挑战
每座宏观建筑有半英里（800米）宽，656英尺（200米）高，492英尺（150米）深——几乎和纽约市中央公园一样宽。穆尼奥斯表示：“每座宏观建筑将包含12个模块建筑，每个模块建筑都由相互关联的3D隧道组成。”但这个计划，并不是要重复中产阶级社区千篇一律的美学。因为这12个模块 “每个都与众不同”，它们相互协作，转化功能模式，创造与众不同的建筑整体。
各种“宏观建筑”的示意图。图源：ABIBOO / SONet
在功能上，这些巨型建筑会结合工作场所和住宅模块，但概念上，其实是一些更适合居住，另一些更适合商业用途。“每座宏观建筑也各不相同”，正是因为这样，才创造出了“巨大的多样性”。由于隧道相互连接的方式各异， 因此各模块的排列也不固定，共同造就了每座宏观建筑独特之处。
工作和居住模块会通过高速电梯系统彼此相连。图源：ABIBOO / SONet
在悬崖的一侧建造城市是一个明智的决定，因为在火星表面上问题比比皆是。火星被“淹没”在太阳辐射中，悬崖便成为了一个天然的屏障，抵御地球上任何地方都无法抵挡的辐射。火星上的另一个问题，是过低的气压。“与地球上的建筑物倒塌相比，火星上建筑物更可能因为环境的低气压爆炸。人类和动物需要的气压只是地球海平面大气压的70%，建筑物内有80%的大气压”，因此在火星上，如果不断让气球膨胀到这个内部压力，“在某一时刻它就会爆炸”。这对火星上的任何城市而言都是糟糕的结局。
“建筑越大，压力就越大——建筑所需的结构量就会增加，同时也需要将其更牢固地固定在地面上。”因为，如果建筑中含有比外部大气压力更高的空气，整个建筑最终就会升到火星的天空中。这意味着，要想生产化学品，必须在厚筒仓内进行，以避免因压差而发生的爆炸。火星上当然还存在着其他的挑战，比如重力较低，以及热量容易流失到外部环境。穆尼奥斯认为，通过在地下建造房子，“很多问题就能迎刃而解”。
Nüwa城的大面积庭院。图源：ABIBOO / SONet
不过，假设一个孩子从小就在这样的地下洞穴中长大，这对心理 健康 可不是什么好事，当然也不能很好地激励人们移民火星。“所以，我们旋转个90度。我们把一切建筑都位于地下，由于我们可以进入悬崖的另一边，因此，不妨打穿悬崖，既能让直射的阳光照进室内，又能将人们隔绝于外界的恶劣环境。”在城市上方、山顶的平台上，可以种植用于生产食物的植被，那里能“为植物提供适合生长的巨大能量”，“一方面人类不能进入这块种植区域，另一方面，植物也不需要室内那么大的气压。”
城市内部图，可将火星地平线尽收眼底。图源：ABIBOO / SONet
然而，在过去的十年里，也有其他在火星悬崖上建造城市的提议。2016年的火星城市设计竞赛里冒出了一个概念，它从约旦沙漠里的一个有趣的城市——佩特拉得到了启发。但是ABIBOO的理念更进一步。“要为火星提供一个完备且现实的城市建设方案，非同小可。这个方案涉及各个领域，包括生命支持系统、行星地质学、天体物理学、空间工程、生物学、艺术、建筑学、天体生物学、采矿学、心理学、太空法律”等等。SONet是一个多学科融合的团队，他们一直专注于在其他的世界里找到合适的定居之地，并且也提供了这样的科学专业知识。通过Nüwa城和其他未来的火星城市的建设，ABIBOO的目标，是树立全新身份，创造融合科学，诞生艺术，“因此我们也能和我们生活的地方产生更加感性的联系。”
3月份下旬，ABIBOO预测Nüwa城的建设将于2054年启动。但在把第一批宇航员送上火星表面之前，很难预测下一步计划什么时候才能展开。穆尼奥斯说：“所有方案的落实都是先在实验室里开始的，尽管2054年启动建设城市听起来还挺实际，但真正的启动受其他所有因素的影响。”加入SpaceX的首席执行官埃隆·马斯克想要推迟火星计划，那么ABIBOO也会随机应变。“我们需要之前登上火星的宇航员们带来的分析数据，找到火星上合适的选址，不然是没法建设Nüwa城的。”不过，一旦Nüwa城真正开始建设，拥有技术最先进的人类城市的，将不再是地球，而是火星。
BY: Brad Bergan
FY: 小戴同学
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‘肆’ 盘点地球上的“火星基地”，乍一看还真以为是火星
地球虽然是一颗蔚蓝星球，但也有许多地方和火星相似，除了空气、重力和辐射不同之外，乍一看上去还真以为是到了火星。人类为了模拟火星生存实验，纷纷在这些地方建造火星模拟基地，下面就来盘点一下地球上真实存在的“火星基地”。
1、夏威夷莫纳罗亚火山火星模拟器
2、犹他州火星沙漠研究站
美国西部犹他州沙漠是一片赤红的不毛之地，这里虽然比火星上更温暖，但地形和地貌跟火星上的非常相似。
犹他州火星沙漠研究站(MDRS)坐落在荒漠深处，只有依靠定位装置才能找到这栋小型建筑，美国宇航局和非盈利科研组织“火星协会”都曾在这里进行过研究。
3、德文岛火星北极研究站
德文岛位于加拿大高纬度北极地区，气候寒冷、周期性变暗、环境严酷，地表被岩脊、谷地和陨石坑所覆盖，被称为 “地球上最接近火星环境的地方”。
这里拥有两个火星模拟站，一个是火星协会的闪光线火星北极研究站（F-MARS），一个是位于霍顿陨石坑边缘的Earthy Martian前哨站，不少研究人员在这里模拟火星生存。
以色列航天局在以色列南部沙漠地带建造了一个火星模拟基地，主体是一个白色的“太空舱”，虽然基地大小只有50平方米，但在一片不毛之地中十分醒目。
以色里此举为了让自己的航天员模拟在火星上的生活，在完全与世隔绝下的情况执行各项探测任务，他们期望未来能与全球其它国家一同登上火星。
中东国家阿联酋也在建造一座模拟火星生存条件的“火星城”，他们计划用沙粒作为3D打印材料，耗资1.36亿美元计划在迪拜附近的沙漠中建造一座 科技 城，以模拟火星表面的生命特征来建造出现实模型。
科学家们将在这里研究火星生活，比如怎样确保能源、食品和水源的自给自足，如何在外星环境中进行农业种植，并且应对火星恶劣气候和热辐射。
‘伍’ 美科学家：2100年前火星上将建成百万人口城市，如此预测的理由是什么
美国科学家预测201 100年火星上将建成百万人口的大城市，这样大胆的预测，敢预测80年之后的事情，个人只能说非常有勇气，但是他这种预测到底有没有和理性呢？我们可以做一个简单的推断。
火星是比地球稍微远一些的一颗行星同为8，大，行星跟地球是同一个级别的，而且比地球本身的体积重量都要大得多，本身的大气层就比地球要厚的多，因为火星上面也是有微博的大气的，所以因为这个有科学家做出大胆的预测，火星可能成为除了地球之外人类生存的第2个家园，但是80年之后到底能不能实现这个就得看未来科技发展的方向了。
‘陆’ 22世纪建成火星城市移居火星的愿景不太乐观，诸多问题无法克服
阿波罗登月计划落幕40多年之后,美国重启了新一轮的载人登月计划(也就是“阿耳忒弥斯计划”)、以及2030至2040年之间载人登陆火星的远大目标,又一次点燃了公众对太空 探索 的热情。不过,公共舆论的空间中弥漫着一股浓重的乐观氛围,他们人类在上世纪60-70年代的条件下,尚且不惜一切代价的达成了载人登月计划,那么,对于 科技 水平大幅提升的21世纪人类而言,再一次踏上月球的土地、甚至建立一个“月球基地”也不成问题。基于此,他们认为人类在月球上积累的经验和技术,稍作调整就可以应用于载人登陆火星的任务中,各个国家的航天机构不仅仅会实现载人登陆火星的目标,还会建立一个蒸蒸日上、欣欣向荣的火星定居点。
与此同时,一些声名显赫的人士和机构也为这一股乐观的风潮“煽风点火”,比如太空 科技 公司SpaceX的创始人埃隆.马斯克(Elon Musk)就憧憬着2050年左右,火星上诞生了第一个“人类殖民地”;英国威斯敏斯特大学的天体生物学家莱维斯.达尼尔(Lewis Darnell)预计,2060年至2110年之间,数以千计的地球人会踏上火星的土地,且建立一个、或多个自给自足的人类定居点;凭借石油贸易而格外富裕的阿联酋也宣布,他们计划于2117年前后,建立一个容纳60万人口的火星城市。不过,美国的宇航工程学家路易斯.弗里德曼(Louis Friedman)在《人类的太空飞行:从火星到群星》一书中,对这一股乐观的风潮结结实实的泼了一盆冷水。
上世纪50年代,一股乐观的风潮也席卷美国和欧洲,人们异想天开的认为地球上的一些极端区域也无法阻止人类开拓的脚步,一些颇有声誉的科学杂志也刊载文章,阐述人类会在深邃的海底和酷寒的南极建立定居点、甚至大型城市,无论外部环境是多么糟糕,凭借着技术和设备的人类也可以生存下去。既可惜、又可笑的是,那些“奇思妙想”几乎全军覆没,人类在南极大陆上建立了一些考察站,可供一些人的驻留、科考和研究,哪怕一个小镇的踪影也没有。今时今日,人类对深海的 探索 极为有限,于深海中的活动更是稀少,建立“海底城市”的设想完全是一种天马行空的幻梦,要长期停留在科幻题材作品中。
火星的严酷程度远远超过了南极和海底,其地表的平均温度在零下63℃,火星探测器记录到的最低温度为零下126℃,而南极的最低温度仅有零下89℃(1982年6月23日,前苏联的“东方”考察站记录了这一最低温度),哪怕身穿防寒服和配备防寒设备,置于零下100℃左右的人们在5-10分钟内也将死于严重的冻伤。火星表层的大气压强非常低,仅仅是地球大气压强的0.6%左右(即600帕斯卡),若无宇航服的保护,人们的肺会爆裂、内脏受损和出血不止,最终一命呜呼。更为严峻的是,火星的大气极为稀薄,完全无法阻挡宇宙射线,持续遭受宇宙射线的轰击,宇航员们的 健康 状况就岌岌可危了。
路易斯.弗里德曼认为,人们往往“好高骛远”、对基础领域的情况视而不见,迄今为止,人类尚无建立“火星城市”的技术基础,从建筑材料的获取、到循环利用系统等等,仍处于概念和研发阶段,可预见的未来中,这些技术和设备也不能成熟和实际应用。与生物、计算机、互联网等等领域不同,载人航天领域的技术进步比较缓慢,路易斯.弗里德曼认为,更为遥远的未来里,人类可能会建立火星城市、甚至登陆太阳系之外的星球,但21世纪里,人类在火星上建立人类定居点的前景非常黯淡。
小考题: 你认为人类在21世纪中能否建立火星定居点呢?欢迎你留言讨论。
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