人类为什么要探索火星?“天问一号”的意义

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2021-05-15

发表自话题:天问一号登陆火星

本文是视频为什么是火星?火星登陆的原因,历史及意义的图文版,请选择你喜欢的类型观看。

在我们的生活中,一直都有一种迷恋,一种期待,想要肉身登上火星。它并不是特定文化或者特定时代的产物,它贯穿了我们的生活。

火星探索

火星名字来源于它表面的铁的氧化物,登陆火星这个想法已经成为我们文化的一部分。17世纪的文学就有体现,而在电影界,爱迪生早在1910年就制作了《火星之旅》,这是最早制作的科幻电影之一。还有近期的电子游戏比如《Doom》、《红色派系》和《命运》。当然还有国家地理的火星系列电视节目。

现实中,我们在65年间想出了许多计划,就为了能去往那颗天空的亮星。火星与地球最近时相隔5456万公里,最远时相距四亿公里。第一个就是由物理学家和工程师冯·布劳恩在1948年写的《火星计划》一书,它详细规划了要如何将载人任务送上火星。他希望这个计划能在1965年前完成,比成功登月还要早4年。

火星计划

自从《火星计划》出版后,接连出现了60多个计划,由政府部门或者科学家制定,要送人类登陆火星表面。这些年来我们发射了多个火星着陆器和探测器,苏联最早发射了火星2号和3号,两个都没成功。火星2号虽保有第一个登陆火星的人造物品的称号,同时也是第一个坠毁在火星表面的人造物品。接着就是1976年的海盗一号,它不仅是第一个登陆火星并完成任务的航天器,而且还拍摄了有史以来第一张火星表面的照片。

第一张火星表面照片

时间来到1997年,旅居者号成为第一辆火星车,接着是勇气号和机遇号。先介绍一下勇气号,它原本计划呆上90个火星日,大约就是地球上90天,却工作了约6年,多亏了有清洁工作,风把火星车太阳能面板上的灰尘吹走了。后来勇气号就被困住了,勇气号在执行任务时困在了松软的土层里,为了解救它,NASA喷气推进实验室的工程师们造了个一模一样的火星车,尽可能把它置于与勇气号相同的条件下,甚至重现了重力减少产生的效果。所有这些努力都是为了让勇气号重获自由,他们没能想出办法。

NASA实验室的勇气号

但这凸显了人相较于机器的一个优势,人能够自己逃离那样的困境。更不用说人类不需要等待26分钟会获得下一条指令。其实这个时间是在8-48分钟变化,取决于地球与火星的距离,消息传到地球需要4到24分钟,还需要相同的时间才能传回来。是的,火星车是靠指令行动,它们靠指令张开手臂,每一个动作都是由地球上的某个人指挥的,因此不止是传输过程有延迟,做出最佳行动方案也需要时间。一个人不需要指令告诉他要往前走100cm,人类是比机器人更好的操作员。最新的火星车是好奇号,它并不像勇气号和机遇号那样是太阳能供电,而是采用核能发电。

说回机遇号,它已经工作近13年了,约为最初的设计时长的50倍,但在这段时间里,好奇号总共只走了42公里。据说火星车在6个月里做的事情,交给人来做只需要两小时,机遇号花了13年才完成的距离,人类只需要一天。

火星车在火星

当然并不是要诋毁火星车所做出的成就,它们在火星上发现了地球生命所需的关键要素,比如氧气、氮气、碳和硫。它们还测量了火星上的辐射,所以当人类真的被送上火星时,能够对我们将要进入的环境有更全面的了解,但火星车只是在火星表面刮蹭。

那么为何不选择登陆金星呢?在距离地球最近时,金星相隔的距离要比火星更近,只有4184万公里,最远时相距2.57亿公里,它的质量是地球的80%,引力是地球的90%。对比火星的质量是地球的10%,引力只有地球的38%,金星通常被认为和地球是双胞胎。

金星,地球,火星的对比

但金星表面温度高达462℃,足够把铅熔化,表面压强约为92个大气压为了便于理解,92个大气压相当于海底1000英尺的压强,这会是碾压性的。每一个派往金星表面的登陆器或探测器寿命都很短,最久的坚持了两个小时然后就被恶劣的环境摧毁了。

普遍的共识是,就太阳系的行星而言,其他行星要么没有合适的温度,太热或太冷,要么距离太远;要么就没有固体表面让我们能站在上面。因此,在太阳系的行星中,火星就成了显而易见的目标。假设我们把人类送上火星,采用比火星车更快并更有效的方式进行实验,人类可以跑去极地冰盖,找出火星表面存在液态水,它的大气层时怎样的?我们可以找出火星表层下是否还有液态水。这样一来,去探索是否有极小的可能性会存在生命。

这自然就引出下一个问题,我们该如何在火星生存?由于火星引力比地球小太多了,你的骨骼和肌肉会迅速萎缩,那么我们就改造这颗星球吧。关于星球改造,有几种不同的改造火星的方案,有的说用巨大的轨道镜面来加热火星表面,其他想法包括融化冰盖,引导小行星撞击火星。基本想法都是要让火星整个温暖起来,这要花很长时间。

但正如天体物理学家Matt所说, "如果你能造屋顶,谁还去造天空"。巨型可扩展的封闭居住地,最近NASA挑选了六家公司来制造原型,或者火星的第一批探索者会住在地下。

未来的火星基地

那么为何要探索火星呢?它是为了进一步了解太阳系的生命,是否存在除了地球以外的生命?如果存在地外生命,并且能解开这些谜团,这个意义是革命性的,将会改变世界。

当我们被问及为何要去火星时,我总会想起富兰克林被问及对于第一个人造飞行器—热气球时的观点。他说:“一个新生儿有什么用?”这是一个开始,这是实现伟大事业的第一步。为了前往火星,需要所有人共同参与,需要来自各个国家,拥有不同背景的人。当所有人团结起来为了同一个目标,我们能够完成任何事情。哪怕是在火星上播下人类生命的种子,不管看起来多么渺小,它将成长为我们无法想象的东西。然后这些分支将延伸到太阳系的其他地方,然后深入到银河系,不断延伸。



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