火星 逐漸 地球化 。 當 人類 在 火星 上 居住 一陣子 後 ， 利用 土地 中 富含 的 鐵 和 矽 製作出 大型 的 玻璃罩 ， 也 就 是 能 抵擋 宇宙 輻射 的 溫室 ， 便 能 開始 大量 種植 植物 ， 改善 防護罩 內 的 空氣 組成 。 種植 愈 多 的 植物 就 愈 能 改善 火星 的 空氣 ， 爾後 就 可以 開始 繁殖 動物 。 在 地表 上 散布 種植 固沙 的 菌類 和 地衣 ， 也 可 改善 沙塵暴 並 增加 土壤 的 養分 。 水源 則 可以 透過 大量 溶解 地下凍 土層 ， 並 將 水 引 至 地表 ， 雖然 一 開始 仍 會 結冰 ， 但 隨著 植被 增加 ， 地表 溫度 也 會 漸漸 上升 ， 屆時 便 能 在 地表 造出 河流 。 聽起來 是否 覺得 不可思議 ？ 人類 目前 還 沒 能 登陸 火星 ， 儘管 有 許多 困難 待 解決 ， 相信 科學家 會 帶領 我們 一 關 一 關 克服 ， 未來 踏上 火星 的 土地 ， 生根 茁壯 。 作者 簡介 __UNDEF__ 趙士瑋 目前 任職 專刊 律師 事務所 ， 與 科技 相關 的 法律 問題 作伴 。 喜歡 和 身邊 的 人 一起 體驗 科學 與 美食 的 驚奇 ， 站上 體重 計時 總 覺得 美食 部分 需要 克制 一下 。 大家 好 ！ 我 是 好奇號 ， 我 現在 正在 火星 上 ， 為 人類 探測 火星 的 真實 情況 ， 並 定時 把 資料 傳回 地球 喔 ！ 適居 星球 數據 分析 __UNDEF__ 溫度 __UNDEF__ 火星 溫度 適宜 __UNDEF__ 配對 成功 __UNDEF__ 地球 __UNDEF__ 溫度 範圍 -88 ~ 58 ℃ __UNDEF__ 火星 __UNDEF__ 溫度 範圍 - 140 ~ 30 ℃ __UNDEF__ 金星 __UNDEF__ 平均 溫度 __UNDEF__ 420 ℃ __UNDEF__ 水星 __UNDEF__ 平均 溫度 __UNDEF__ 430 ℃ __UNDEF__ 大氣層 __UNDEF__ 火星 有 稀薄 的 大氣層 __UNDEF__ 配對 成功 __UNDEF__ 主成分 二氧化碳 __UNDEF__ __UNDEF__ 地球 大氣 __UNDEF__ 78％ 氮氣 __UNDEF__ __UNDEF__ 21％ 氧氣 __UNDEF__ 1％ 其他 __UNDEF__ 地球 __UNDEF__ 大氣 濃密 示意 圖 __UNDEF__ 火星 大氣 __UNDEF__ 96％ 二氧化碳 小於 2％ 氬氣 __UNDEF__ 小於 2％ 氦氣 __UNDEF__ 小於 1％ 其他 __UNDEF__ 火星 __UNDEF__ 居住 棲地 __UNDEF__ 火星 有 堅硬 的 地殼 表面 __UNDEF__ 配對 成功 __UNDEF__ 地球 __UNDEF__ 推測 可能 有 固體 或 液體 的 內核 __UNDEF__ 火星 ▲ 前往 火星 的 太空船 必須 有 足夠 的 能源 ， 例如 配有 核 反應 引擎 和 太陽能板 ， 再 配合 行星 引力 航行 ， 才 有 可能 抵達 火星 。 ▲核 反應爐 的 引擎 能夠 提供 大量 能量 ， 且 不 需要 氧氣 。 NASA 前進 火星 三 階段 __UNDEF__ 地球 __UNDEF__ 依靠 地球 資源 6 ~ 8 個 月 __UNDEF__ 接受 近 地 軌道 上 的 商業 合作 __UNDEF__ 在 國際 太空站 上 建立 火星 移民 實驗室 __UNDEF__ 提供 中繼 基地 1 ~ 12 個 月 __UNDEF__ 月球 基地 __UNDEF__ 前導 部隊 __UNDEF__ 前往 火星 __UNDEF__ 前進 火星 2 ~ 3年 __UNDEF__ 建立 火星 監測 站 __UNDEF__ 第一 批 移民 __UNDEF__ 前進 火星 __UNDEF__ 火星 __UNDEF__ 有 生活 機能 __UNDEF__ 的 太空艙 艙室 可 透過 垂直 通道 移動 __UNDEF__ 在 無 重力 下 人體 的 改變 ▲ 人體 長期 在 無 重力 的 情況 會 導致 體 內 液體 的 不 平衡 ， 上半身 的 體液量 會 增加 、 內臟 膨大 、 腿部 萎縮 、 腦顱 內 壓力 變大 而 擠壓到 眼球 。 ▲ 目前 規劃出 充氣型 太空艙 ， 充氣 後 有 幾 個 艙室 可 使用 ， 太空人 在 前往 火星 的 漫漫 長 路 ， 就 有 活動 的 場所 。 初期 火星 基地 __UNDEF__ 抵達 時 利用 太空船 的 艙室 做為 生存艙 ， 太陽能板 也 能 再 使用 ， 還 能 用 3D 列印 打造 艙室 。 太陽能板 供應 能源 __UNDEF__ 用 3D 列印 __UNDEF__ 建造出 居住艙 壓艙 隔離 室 __UNDEF__ 尋找 建造 基地 的 地點 NASA 開發出 的 冰屋 是 充氣 圓頂 生存艙 ， 周圍 是 一 層 水冰 ， 能夠 有效 隔離 火星 上 的 輻射線 ， 還 有 儲存水 的 功能 。 打造 長期 __UNDEF__ 地下 居住 基地 __UNDEF__ 火星 有 許多 地 底 凹穴 ， 把 基地 建 在 這裡 可以 保暖 和 免於 太陽 輻射線 ， 還 能 進一步 尋找 含 冰岩層 ， 解決 水源 難題 。 ▲ 電影 《 絕地 救援 》 中 ， NASA 徵人 前往 火星 的 海報 上 ， 也 標榜 要 會 「 種菜 」 。 作物 栽種 __UNDEF__ 供應 光 照 能源 __UNDEF__ 太陽能 板 __UNDEF__ 提供 __UNDEF__ 作物 水源 __UNDEF__ 尋找 地表 50 公分 以內 有 含 冰 的 土壤 __UNDEF__ 提供 __UNDEF__ 食物 、 氧氣 __UNDEF__ 水 資源 循環 使用 __UNDEF__ 排泄 、 呼出 的 氣體 再 利用 __UNDEF__ 提供 飲用 水 水 H2O __UNDEF__ 氧氣 O2 __UNDEF__ 提供 氧氣 __UNDEF__ 氫氣 H2 __UNDEF__ 做為 燃料 加熱 含 水土 壤 __UNDEF__ 提供 水源 __UNDEF__ 電解 水 __UNDEF__ 太陽能 板 __UNDEF__ __UNDEF__ 複合式 火星 基地 __UNDEF__ 如果 要 能 長久 舒服 的 居住 ， 火星 基地 內 需要 有 可以 供 人 休閒 和 放鬆 的 設施 。 推算 火星 地球化 的 時間 進程 。 1 年 __UNDEF__ 10年 ？ 100 年 ？ 1000年 ？ 編 / 科學 少年 編輯部 地科篇 4 __UNDEF__ 目錄 __UNDEF__ 導讀 __UNDEF__ 4 科學 × 閱讀 ＝ 素養 ＋ 樂趣 ！ 撰文 ／ 陳宗慶 （ 教育部 中央 輔導團 自然 與 生活 科技 領域 常務 委員 ） __UNDEF__ 移民 火星 __UNDEF__ 撰文 ／ 趙士瑋 20 太空 垃圾 何去何從 ？ 撰文 ／ 邱淑慧 __UNDEF__ 30 古文 裡 的 天文學 __UNDEF__ 撰文 ／ 邱淑慧 40 熱力 四射 的 太陽 __UNDEF__ 撰文 ／ 邱淑慧 __UNDEF__ 52 水 資源 大作戰 __UNDEF__ 撰文 ／ 林慧珍 62 終極 天災 ： 大 地震 與 海嘯 __UNDEF__ 撰文 ／ 周漢強 74 為 垃圾 找 新生 __UNDEF__ 撰文 ／ 邱育慈 __UNDEF__ 課程 連結 表 __UNDEF__ 文章 主題 __UNDEF__ 特色 __UNDEF__ 搭配 108 課綱 （ 第四 學習 階段 － 國中 ） __UNDEF__ 學習 主題 __UNDEF__ 學習 內容 __UNDEF__ 移民 火星 __UNDEF__ 介紹 未來 發展 移民 火星 計畫 時 ， 人類 需要 克服 的 種種 困難 ， 並 藉由 認識 火星 的 地質 、 大氣 組成 ， 與 我們 居住 的 地球 相 比較 ， 有助於 更 了解 火星 的 面貌 。 物質 系統 （ E ） ： 力 與 運動 （ Eb ） __UNDEF__ 力能 引發 物體 的 移動 或 轉動 。 Eb-Ⅳ-9 圓周 運動 是 一 種 加速度 運動 。 Eb-Ⅳ-13 對於 每 一 作用力 都 有 一 個 大小 相等 、 方向 相反 的 反作用力 。 地球 環境 （ F ） ： 組成 地球 的 物質 （ Fa ） ； 地球 與 太空 （ Fb ） __UNDEF__ 地球 具有 大氣圈 、 水圈 和 岩石圈 。 Fa-Ⅳ-3 大氣 的 主要 成分為 氮氣 和 氧氣 ， 並 含有 水氣 、 二氧化碳 等 變動 氣體 。 Fa-Ⅳ-4 大氣 可 由 溫度 變化 分 層 。 Fb-Ⅳ-1 太陽系 由 太陽 和 行星 組成 ， 行星 均 繞 太陽 公轉 。 Fb-Ⅳ-2 類 地 行星 的 環境 差異 極 大 。 自然界 的 現象 與 交互作用 （ K ） ： 萬有引力 （ Kb ） __UNDEF__ 帶 質量 的 兩 物體 之間 有 重力 ， 例如 萬有引力 ， 此 力 大小 與 兩 物體 各自 的 質量 成 正比 、 與 物體 間 距離 的 平方 成反比 。 太空 垃圾 __UNDEF__ 何去何從 ？ 認識 何謂 太空 垃圾 ， 以及 它們 可能 對 地球 造成 的 危機 。 同時 介紹 人類 目前 想出 可以 清除 太空 垃圾 的 方法 。 物質 系統 （ E ） ： 力 與 運動 （ Eb ） __UNDEF__ 圓周 運動 是 一 種 加速度 運動 。 地球 環境 （ F ） ： 組成 地球 的 物質 （ Fa ） ； 地球 與 太空 （ Fb ） __UNDEF__ 大氣 的 主要 成分為 氮氣 和 氧氣 ， 並 含有 水氣 、 二氧化碳 等 變動 氣體 。 Fa-Ⅳ-4 大氣 可 由 溫度 變化 分 層 。 Fb-Ⅳ-1 太陽系 由 太陽 和 行星 組成 ， 行星 均 繞 太陽 公轉 。 自然界 的 現象 與 交互作用 （ K ） ： 萬有引力 （ Kb ） __UNDEF__ 帶 質量 的 兩 物體 之間 有 重力 ， 例如 萬有引力 ， 此 力 大小 與 兩 物體 各自 的 質量 成 正比 、 與 物體 間 距離 的 平方 成反比 。 古文 裡 的 __UNDEF__ 天文學 中國人 利用 月球 的 運行 與 季節 變化 創造出 農曆 ， 也 創造出 三垣 二十八 宿 的 系統 ， 因此 在 古文 裡 ， 留下 不少 天文 奇觀 的 紀錄 。 物質 系統 （ E ） ： 宇宙 與 天體 （ Ed ） __UNDEF__ 星系 是 組成 宇宙 的 基本 單位 。 地球 環境 （ F ） ： 地球 與 太空 （ Fb ） __UNDEF__ 太陽系 由 太陽 和 行星 組成 ， 行星 均 繞 太陽 公轉 。 熱力 四射 __UNDEF__ 的 太陽 隨著 太空 科學 的 發展 ， 人們 觀察 並 計算出 太陽 就 如同 宇宙 中 千萬 個 恆星 一樣 ， 經歷 過 出生 、 成熟 、 老化 ， 最終 也 會 走向 燃燒 殆盡 的 結局 。 物質 的 組成 與 特性 （ A ） ： 物質 組成 與 元素 的 週期性 （ Aa ） __UNDEF__ 純物質 包括 元素 與 化合物 。 物質 的 結構 與 功能 （ C ） ： 物質 的 結構 與 功能 （ Cb ） __UNDEF__ 分子 與 原子 。 物質 系統 （ E ） ： 宇宙 與 天體 （ Ed ） __UNDEF__ 星系 是 組成 宇宙 的 基本 單位 。 水 資源 __UNDEF__ 大 作戰 __UNDEF__ 臺灣 年 平均 雨量 是 世界 平均值 的 2.8 倍 ， 然而 由於 地形 以及 雨季 分布 不均 ， 時常 會 面臨 缺 水 危機 ， 本 文 介紹 如何 更 有 效率 的 運用 水 資源 。 資源 與 永續 發展 （ N ） ： 永續 發展 與 資源 的 利用 （ Na ） __UNDEF__ 人類 社會 的 發展 必須 建立 在 保護 地球