仰望星空—ACPB科普系列讲座之“宜居星球和火星混凝土”

3月13日晚7点半,旅比华人专业人士协会今年的第一个科普讲座准时在Zoom云端上线。这个主题为“宜居星球和火星混凝土”的讲座是ACPB科普系列讲座的第一期,协会的三位科技副主席陈开、朱平和万琳分别担纲本次讲座的主持人和主讲人。其中,在比利时皇家天文台担任高级研究员的朱平博士带来了题为“从行星自转到其内部结构及宜居星系的探索”的讲座,而在比利时跨国建筑公司BESIX担任高级结构工程师的万琳博士的讲座题目为“如何实现火星建筑”。

在开场环节,主持人陈开博士开玩笑说,协会的第一个讲座就有些“不接地气”,直接跑外太空去了。事实上,人类探索外太空的历史非常久远,在茫茫星空中寻找适合人类居住的星球是其中一个很有意思的课题。朱平博士对恒星体系中宜居带的概念进行了简单的介绍。根据这个概念,火星正处于太阳系的宜居带边缘上,人类移民火星似乎也不完全是空想。按照埃隆∙马斯克的设想,SpaceX公司在未来可以运载十万人移民火星。那么问题来了,这么多人去了火星,该怎么住呢?万琳博士表示,从地球上搬砖去火星成本太高,所以非常有必要在火星上就地取材、生产建筑材料。

在讲座的演讲环节,朱平博士首先以刘徽和祖冲之对圆周率的估算为例子,说明通过建模和对模型的优化、逐步逼近真实样本这一科学思维模式的重要性。在天文研究中,地球章动模型的发展也遵循了这么一个过程。最初的章动模型建立于固体地球的基础上,随着观测技术的发展,通过引入液态外核,优化后的地球章动模型为我们研究其它类地行星体的内部结构提供了新思路。在这个思路中,地球的液态核及其自转是产生地球磁场的主要动力源,地球的磁场保护了大气层不被太阳风暴吹跑,而大气层则是地球表面液态水存在的必要条件。讲座以比利时天文学家发现的TRAPPIST-1星系为例,阐述了天文学家参照地球的气候环境和天文环境,提出宜居带的概念并以此作为寻找宜居星系参考标准。最后,朱平博士还围绕各国发射的火星探测器,分析了众多火星任务的主要科学目标和火星上是否存在生命等听众们感兴趣的科学问题。

万琳博士的演讲则从火星和距地球更近的月球、金星的对比开始,介绍了火星在气压、温度、重力等方面的优势,阐述了在无水环境下就地取材,用火星地表丰富的硫元素和火星土制作硫基混凝土的过程和原理。在对加热、加压、粒径分布和配比优化后,研发出来的火星混凝土的强度是普通水泥混凝土的两倍。通过显微镜观察和光电子分析,基本确定了硫和火星土富含的金属成分在加热过程中发生了化学反应,从而使材料更密实和提高强度的机理。万琳博士最后讲解了火星混凝土黏性高、固化时间短、100%可循环利用等优点,并进一步展望了利用3D打印技术实现火星建筑的构想。

本次讲座吸引了不少ACPB会员和华人朋友参加,在Zoom会议的近一百个拨入中,有不少都是父母带着孩子全家一起参与。和以往ACPB协会举办的讲座不同,在这次讲座的问答环节,小朋友们的提问成为了一个亮点。比如,有的小朋友问火星上是否也有大气、人们能不能在火星上生活;而另外的小朋友则更加关心能否在火星上种植蔬菜。在讲座过程中,几个小朋友就已经在c聊天区用荷兰语互问互答了。与之相比,大朋友们的提问则显得更加专业一些。有听众提出,火星混凝土中的硫单质和人类呼出的水分是否可能产生亚硫酸?也有听众基于空间站中已经应用的水循环技术,对人类移民火星后的水资源问题表示乐观。此外,来自听众们的提问还涵盖了火星项目国际合作、火星建筑强度要求、太阳系其它行星的物理特性等方面,两位主讲人对这些问题都做出了解答。

最后,讲座在热烈的讨论气氛中结束。陈开博士风趣地表示,本次讲座从对圆周率的估算开始,在离“圆周率日”(3月14日)还差三个小时的时间结束,他和两位主讲人朱平博士和万琳博士一起感谢各位会员和华人朋友的积极参与,并相约在ACPB的下一次科普讲座中和大家再见。

本次讲座的回放视频已在ACPB协会的YouTube频道公布,地址为https://www.youtube.com/channel/UCq8SJC4Vs28SNoKlHXTKSCA。欢迎错过了讲座的会员朋友们观看、点赞和关注!

特别鸣谢:凤凰时报,欧华商报,德尚杂志(排名不分先后)