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【前沿物理】火星,太空移民第一站

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2017-03-20 22:22

正文



在太阳系的八大行星(每次都想写九大,此处心疼下冥王星)中,火星是和地球环境最相似的行星,可以说是太阳系里地球的“表亲”,关于火星的幻想催生了不少文学和影视作品,即便如此,我们对这颗星球的认识还是少得可怜,NASA的好奇号火星车则为我们揭开了这颗神秘红色星球的一角。

 


来 到 红 色 行 星


好奇号于2011年11月26日从地球出发,经过254天的飞行才抵达火星,进入火星大气后,由一枚吊车投放到地面。




成功抵达火星之后的第一件事就是Po自拍:


 



十 八 般 兵 器 助 力

 

别看她只有一辆越野车大小,好奇号火星车项目的成本高达26亿美元!大概是火星上最贵的车(放在地球上估计也是最贵的)……


贵有贵的道理,好奇号基本上就是一个行走的实验室,有10台科学仪器,可以检测火星环境,探测宇宙辐射水平,发射激光分析岩石组成,甚至钻孔取样鉴定地质成分……其实,她的真实身份是一名行星地质学家



好奇号首次利用化学相机分析火星上的岩石


 


零 距 离 体 验 火 星

 

如果好奇号(真的)会说话,她大概会这样给你描述火星:


刚到火星的时候,这里正是冬天,白天零度,晚上零下83度。而且,我在赤道附近,想象一下极地会是什么样的鬼天气吧。


这里的空气永远充斥着红棕色的尘土,拍出来的照片永远自带焦糖色滤镜。火星白天很暗,即使是中午也相当于地球上的傍晚一样亮,这是因为火星与太阳的距离比地球到太阳远大约7000万公里。



焦糖色滤镜效果


处理后的图像,更像是在地球上拍的


还有,我发现这里的一天有24小时37分钟,也意味着我每天需要多工作37分钟.....(WTF?)

 

 


火 星 上 的 一 天

 

由于信号在火星和地球之间传输最快也需要4分钟,所以人们没有办法实时操纵好奇号。她只能按照路线规划员设定路线,通过导航相机和避障相机拍下火星地形影像,等到第二天,再传回地球。在这样的方式下,好奇号一天最多能走150米。




火 星 上 真 的 有 生 命 吗?

 

自从好奇号踏足火星,三天两头就被报道有了新发现:

 


这些,统统都是标题党,就像火星表面那个著名的人脸,都是巧合+想象的产物



火星表面仿佛雕刻出来的人脸

不过,好奇号确实在火星上发现了干枯的河床,证明了火星上曾有液态水,这也意味着,火星曾经有着能够孕育生命的环境。



好奇号曾探索过一块名为薛勒的露头,发现这块岩石由倾斜的沉积层转化而来,是曾经有水存在的证据。地球上类似薛勒的地貌,一般都由湍急的河流作用而成。


虽然在好奇号的眼中,火星又干又冷,但在约35亿年前,火星有着和地球非常相似的环境,温暖而湿润,只是后来由于大气层变薄,大部分水冰冻或者蒸发,才变成现在的样子。



35亿年前的火星上的和平谷河道,科学家十分肯定,盖尔撞击坑曾经在数百年的时间里一直有水流入。侵蚀冲积扇的水路在火星干涸过程中,可能长这个样子。


更有人大胆假设,地球上生命起源于来自火星的陨石。化学家Steven Benner提出了“胚种说”,认为地球的生命有可能来自火星。



天文学家认为,在我们的太阳系之外还有数千亿颗行星,而其中数十亿颗处于“宜居带”,也就是可以维持液态水状态的地方,因此这些行星就像是“超级地球”,如图的右半边所示。运行轨道距离恒星太近或太远都有可能发展成干燥而致命的荒凉星球,有如“超级金星”,如图的左半边。




去 火 星 吧

 

这件事充满危险,充满挑战,代价高昂。我们为什么一定要登上火星?




踏足火星,从科学技术和哲学的角度来讲,都有着重大的意义:人类终于成为跨星球的物种,也意味着人类将有机会前往太阳系之外的空间旅行。

 

好奇号以及她的前辈火星车们已经达成了极为了不起的发现,但是如果派一名地质学家到火星,实现这些发现的时间会大大缩短:好奇号花了270天走了1千米,如果是一个穿着航天服的人类,几十分钟内就能完成。

 

从技术上而言,需要解决的问题无穷无尽:更大的火箭,更精确的降落方式,如何再次起飞,如何保障航天员在火星上的健康……在实现马特·达蒙的火星土豆种植术之前,这些问题都横亘在我们面前。



马特·达蒙


尽管困难,人们已经开始行动。


欧洲航天局与俄罗斯航天局策划了ExoMars火星探索计划,我国也预计在2020年登陆火星,在NASA的火星计划中,将第一次载人登陆时间设定在了2030年……

 
NASA火星探索计划


财力雄厚的个人、基金会和商业公司也加入了这个队伍:

 

钢铁侠的原型,SpaceX和特斯拉的创始人埃隆·马斯克也瞄准了火星,希望能够通过可重复使用的火箭降低太空旅行的成本,最终实现人类在火星定居。



马斯克和他的龙飞船

 

如果想更多地了解火星,可以参考这本书:(欲购此书可点击阅读原文)


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