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人类想要在太空生存 , 至少需要提前准备四样东西——水资源、食物、居住场所、氧气 。 在四种必需品中 , 氧气是最为关键的生存要素 , 没有水、食物、居住地 , 宇航员或许可以生存几天时间 , 但是没有氧气 , 只需要短短几分钟 , 宇航员就会窒息 。
地球上 , 植物、微生物在创造氧气 , 但氧气并不是地球大气层的主要气体 , 地球大气层的氧气含量只有21% , 而氮气占据78% , 其余则是稀有气体 。 我们呼吸时 , 身体只需要氧气 , 其余气体会在呼气时排出 。
火星也拥有大气层 , 但是火星大气层体积仅有地球的1% , 既然我们的身体可以只利用氧气 , 排出其他气体 , 那么我们可以呼吸火星的空气吗?
火星空气 , 并不适合直接呼吸:
火星相对地球 , 是一个非常极端的环境 , 火星表面的液态水非常少 , 并且温度较低 , 火星夜晚平均温度低至零下73摄氏度 。
【火星存在大气层,我们可以呼吸火星的空气吗?】虽然火星环境恶劣 , 但是地球也有类似火星的环境 , 比如南极、海洋底部、火山附近等等 , 在地球的极端环境里 , 科学家依旧发现了很多生命 , 但是目前科学家没有在火星发现任何明确的生命证据 。 让地球和火星出现明显差距的主要原因 , 就是两者的空气存在巨大差异 。
人类需要氧气 , 地球空气的21%为氧气 , 这个浓度足以确保我们日常的新陈代谢 , 但是在火星 , 氧气浓度仅有0.1% , 这个浓度对于人体来说过于苛刻 , 暴露在如此低浓度的空气中 , 很快就会出现缺氧症状 。
火星空气的氧气含量不仅非常低 , 而且空气中含有大量的二氧化碳 , 火星空气的二氧化碳浓度约为96% , 而二氧化碳对于人类来说是一种有毒气体 , 长时间暴露在高浓度二氧化碳气体中 , 人体会出现二氧化碳中毒症状 。
如果很多人在一间封闭的屋子里 , 我们往往会感觉到头晕、嗜睡 , 这些都是二氧化碳浓度太高的症状 。
人类的呼吸 , 简单来说就是获取空气中的氧气 , 然后将产生的二氧化碳以及其他气体呼出 , 而人类呼吸所需的最低氧气浓度 , 需要到达空气比例的17%以上 。 低于这个比例 , 人类呼吸就会变得急促 , 并且会伴有头疼、浑身乏力等症状 。
由此可见 , 火星空气完全不适合人类生存 , 没有食物和水 , 人体或许可以生存几天时间 , 但是如果我们直接暴露在火星空气中 , 短短几分钟就会窒息 。
火星气压非常低 , 体液会快速沸腾:
火星虽然是一颗星球 , 并且拥有大气层 , 但是火星大气层的大气压非常低 , 因此液体的沸点会出现显著降低 。 如果宇航员暴露在火星 , 在窒息的同时 , 宇航员的体液、血液会快速沸腾 , 两者会同时发生 , 短短几分钟就会失去生命 。 NASA的机智号火星直升机 , 为了弥补大气压差距 , 机翼的旋转速度远远大于地球直升机 。
火星和太空都无法提供足够的大气压 , 因此宇航员进入这些区域 , 都必须穿戴宇航服 , 宇航服不仅仅可以为宇航员提供氧气 , 还可以确保宇航服内的大气压适合生存 。
总结:
火星是人类目前探索宇宙的重要目标 , 虽然火星和地球同样位于太阳系的宜居带 , 但是火星和地球的环境却有着天壤之别 。 火星大气层仅为地球的1% , 因此火星无法利用大气层维持温度 , 也无法提供适合生命生存的环境 。
火星大气层虽然不适合呼吸生存 , 但是火星大气层的二氧化碳浓度非常高 , 科学家认为未来宇航员 , 可以通过设备 , 将二氧化碳转变为氧气 。 毅力号搭载的7台仪器中 , MOXIE就是将二氧化碳转化为氧气的测试设备 。
随着火星无人探测技术的发展 , 探索火星的轨道飞行器以及漫游车越来越多 , 火星表面 , 好奇号、毅力号、祝融号 , 都在进行着火星探测任务 。 未来人类将要完成的 , 就是火星的载人登陆 。
虽然火星的空气无法直接呼吸 , 但是通过各种科学设备 , 宇航员或许可以在火星制作出自己需要的氧气 , 但是人类无法彻底改变火星环境 , 因此宇航服依旧是必要的
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