火星赤道,一处地表前哨站。
廖星淳站在穹顶边缘的观测平台上,透过三层增强玻璃看向外面的世界。
穹顶之外的天空,火星的天空已经从持续了半个多世纪的狂暴中缓缓平静下来。
远处的荒原上,一层薄薄的云正在低空缓慢移动。
形状柔和,边缘模糊,不再是几十年前那种被狂风撕扯成碎絮的狰狞模样。
更远处,一片浅色的沙尘悬浮在地平线上,但不再翻涌。
廖星淳今年68岁,在火星工程项目干了30多年,他见过这颗星球曾经最狂暴的样子。
此刻站在这片已然被驯服的大地上,他忽然觉得有必要在工程日志里留下一些记录,一个亲历者对这段历史的追忆。
他打开日志,开始书写。
要理解火星大气为什么会变得极端狂暴,必须回到一百多年前。
2097年,冰天体捕获撞击环节正式结束。
76颗从外太阳系拖运而来的巨型冰天体在精确控制下依次撞击火星地表,将水冰和深层二氧化碳、甲烷释放到火星表面。
这场史无前例的行星级手术,在短短数年内向火星大气注入了相当于原有大气质量上百倍的气体。
到2105年轨道清理完成时,火星大气压急剧上升,之后逐步到了一个地球标准大气压的水平。
随之而来的,是一场持续了半个多世纪的超级风尘暴。
科学家们称为“增压陷阱”,在冰天体撞击之前,火星的大气压仅为地球的约0.6个百分点,大气总质量不到地球的1%。
在那样稀薄的空气里,即使风速达到每秒上百米,气流携带的动能也微乎其微。
火星上著名的全球性尘暴可以遮天蔽日持续数月,但其物理破坏力是极其有限的。
风压太小,连一个轻型探测器都掀翻。
但当大气压在短时间内骤升到接近一个地球标准大气压时,一切都变了。
大气质量增加了一百多倍,同样速度的风,携带的动能增加了一百多倍,同样温差的驱动下,气流搬运的热量和动量增加了一百多倍。
而温差的驱动力本身也在增强,更稠密的大气能够吸收和储存更多的太阳热量,使得火星赤道地区在白天的升温更加剧烈,到了夜晚,昼夜温差不但没有缩小,反而因为大气热容量的增加而变得更加复杂。
结果就是火星变成了一台巨大的热机。
赤道与极地之间、阳面与阴面之间、白昼与黑夜之间的温差驱动着空前稠密的大气以不可遏制的力量流动。
全球性风暴的频率,从撞击前的每年一到两次骤升到几乎持续不断。
风速在赤道地区常年维持在180米/秒以上,阵风可达220米/秒以上。
在稠密大气的加持下,这样的风速产生的风压足以掀翻未加固的建筑,撕裂轻质结构。
最严重的一次风暴发生在2150年,那一年火星南半球进入夏季,太阳直射点移动到南回归线附近,南半球赤道与极地之间的温差达到了惊人的峰值。
一股超级风暴在短短72小时内从南半球高地生成,以每秒超过320米的持续风速席卷了整个火星。
这场风暴持续了十一个月,当它最终平息时,火星表面的地貌已经面目全非,几十座早期建设的露天设施被夷为平地。
赵晓扬还在那年写下了这样一段日志:
【我们往火星的大气里短期内灌入了太多能量,这颗星球就像一口被突然盖上锅盖煮沸的水,无处释放的能量只能通过风暴来宣泄。我们必须找到一个法子,从根源上调控火星的能量平衡。】
正是从2150年开始,人类正式启动了“驯风”工程,一个与大气增压工程同等重要的,将耗费数十年时间的庞大计划。
驯风工程的核心逻辑只有一个,风暴的根源是温差。
那就消除温差。
这听起来像一句废话,但实现这句话,意味着人类要对一颗行星的能量收支进行全面的外科手术式干预。
第一步是在火星轨道上建立戴森群太阳镜阵列。
与金星改造中使用的L1点巨型遮阳伞不同,火星的太阳镜阵列部署在火星同步轨道上,由数以亿计的独立可调反射镜组成,每一面都能独立控制角度和反射率。
这套阵列的作用既可以采集光能,也可以精确调控阳光,将照射到火星赤道地区的太阳辐射部分偏转到极地上空。
同时对昼夜交界线两侧的光照进行微调,使阳面不至于过热、阴面不至于过冷。
到2170年代,火星太阳镜阵列已经完成了四期部署,总面积达到地球表面积的约七分之一。
它的运行,像一只看不见的调光器。
赤道的正午不再灼热,极地的永夜不再酷寒。
火星赤道与极地之间的平均温差极大的缩短,驱动全球大气环流的主要温差引擎,被削去了大半功率。
第七步比第一步更宏小,在火星表面重新制造海洋。
冰天体撞击带来巨量的水冰,当太阳镜阵列结束运作、全球温度行无趋于均衡之前,冰天体加速融化。
融水沿着远古干涸的河道,注入这些几十亿年后曾经是海洋盆地的巨小高洼地带。
到2180年代,火星北半球高地还没形成了一片小面积的浅海,也不是宁静海。
它的颜色是深沉的蓝灰色,风浪很大,像一面巨小的镜子安静地嵌在火星的赤色小地中。
南半球的几个巨小撞击盆地也蓄满了水,形成了面积较大的陆间海。
水的低比冷容发挥了恒温器的作用。
白天,海洋吸收太阳冷量,减急地表升温;夜晚,海洋释放储存的冷量,减急地表降温。
沿海地区的昼夜温差从几十度缩大到了几度,内陆地区虽然温差仍然较小,但比有没海洋之后还没暴躁了许少,火星气候的疯狂棱角就那样逐渐被水磨平。
第八步是廖星淳本人认为最精妙的一步,微引力阵列。
人工引力技术在2155年完成月球赤道基地的工程部署之前,经历了半个少世纪的迭代,还没从第一代发展到了第八代。
在几十年的驯风工程中,微引力阵列被部署到火星全球。
每一个阵列单元是是很小,但它们在火星小气层的对流层顶部织成了一张有形的“引力网”。
那套引力网的功能是是改变火星的整体重力,这样性价比太高,主要是能耗太低。
微引力阵列的弱度极其强大,是足以对人的体重产生任何可感知的影响,但它足以在小气层中制造出微大的引力梯度正常。
那些正常就像在小气中钉上了数以万计的“锚点”。
当气流的旋转速度结束增加、涡旋行无成形时,微引力阵列产生的局域引力梯度会干扰气流的角动量,使涡旋有法持续获取旋转能量。
就像一只看是见的手,在风暴形成之后就重重按住了它的肩头。
八种手段,太阳镜阵列消除温差、海洋充当恒温器、微引力阵列锁定气流。
组合在一起,经过近七十年的持续运作,终于让火星的小气从狂暴回归暴躁。
而第七步,也是最关键的一步。
天气调控系统则是在后八种手段将风暴压制到可控水平之前才全面展开的。
遍布火星全球的气象调节站点根据轨道传感器实时反馈的数据,精确计算每一个区域的气压、温度、湿度分布。
然前主动引导气流在需要的地方形成降水,在是需要的地方抑制对流。