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2021中国火星登陆年!第二个地球梦真能如愿

“中国计划2020年发射火星探测器,争取2021年到达火星。”3月4日,中国政协委员、航天专家叶培建透漏的这个消息相信会让许多中国人感到振奋!你呢,是不是也跟我一样有点小激动呢~火星一直是各国科学家们竞相追逐的一颗类地行星,科学家为什么那么热衷于火星探测?火星上探测的目的是什么呢?其他国家是怎样探测火星的?一时间,好多问题涌上心头,我们看看科学家是怎么说的吧~

火星——地球的姐妹

火星与地球同属太阳系的类地行星,它是地球的近邻。火星距地球最短距离为5500万千米,质量接近于地球的11%,半径约为地球的1/2,重力相当于地球的1/3,火星的太阳常数是地球太阳常数(日地平均距离上,大气顶界垂直于太阳光线的单位面积每秒接受的太阳辐射)的43%。

火星的自转周期约为24.66小时,与地球的24小时相近。火星的绕日公转周期为687天(地球为365天),一个火星年相当于1.89个地球年。由于火星的自转轴倾角为25.2°,与地球的23.5°类似,因而火星和地球在一年之中,都会有春、夏、秋、冬的季节变化。

曾经的火星适合生命生存

远古时期的火星,曾是一个气候湿润、生态环境较适宜生命繁衍的世界,大气层也比现在稠密,表面曾出现过辽阔的海洋、星罗棋布的湖泊、涓涓流水的河流和洪水泛滥形成的冲积扇。各种理论研究表明,当时火星表面的水体总量,平均可覆盖火星表面深达100米。然而,火星表面的水体有相当一部分通过大气、电离层被太阳风吹走而丢失;另一部分,则可能以冻土和地下冰层的形式被保存了下来。

现在,火星表面几乎没有液态水的活动,人们只能看到它们的“遗迹”——在火星的北半球,裸露着干涸的海洋盆地、湖水蒸发后留下的各种盐类矿物的小洼地和一些已经干涸殆尽的古河床。

如今的火星仅保留了一个稀薄的大气层,其中的大气成分组成以二氧化碳为主,占95.3%,其他微量气体有氮、氩、氧、一氧化碳和痕量水蒸气、甲烷等,火星的大气压是地球的0.6%~1%。这里的冬季最低温能达到-125℃,夏季最高温度仅为22℃,平均气温是-63℃。火星表面的风速极大,易诱发区域性或全局性的尘暴,相对于地球来说,这里可谓是“寒冷”“干燥”“贫瘠”“荒芜”的代名词。

火星探测原来是为了这个

目前,科学家们已多次召开“改造火星”的研讨会,严肃探讨了将其改造成“蓝色行星”的可能性,提出了改造愿景、科学步骤和实施方案。要将火星再造成一个“地球”,首先要提高火星表面的温度;其次,增加火星大气的浓度,改变大气组分;第三步,建立火星表面的生态环境;第四步是建立火星农牧业,解决粮食自给问题;第五步,也是非常重要的一步,要建设能源和原材料供给相关的工业设施。等这些都具备了,就可以开始建设人类的生活基础设施,实施火星旅游或移民了。

火星探测最主要的目标是什么?

首先,火星生命活动信息的探测,包括现在的生命活动信息、过去是否存在过生命、生命生存的条件和环境等。其次,关于火星本体的主要科学问题,如火星的空间环境、磁层与电离层的结构与特征,火星大气层的成分、密度、结构与成因,火星的地形与地质构造特征,火星的化学组成与化学演化,火星的内部物理场与结构等。

火星作为距离地球较近的一颗类地行星,自古就有许多传说。许多古文明都有相关的火星观测记载,但对火星进行系统的科学研究是在望远镜被发明后。人类从1960年开始,才算真正进入火星探测的时代。

扒一扒这些火星探测上的历史大事

随着越来越多的国家加入角逐,人类火星探测的技术也越加纯熟。每一次的成功与失败,都是火星探测史的重要节点,也是探测技术的试炼与飞跃。尤其有一些事件,已被火星科学家们深深记住。

01

1960年10月10日,苏联发射了第一个火星探测器火星1A号。仅4天后,苏联再次发射第二个火星探测器,均以失败告终。

02

1964年11月5日,美国发射了第一个火星探测器水手3号,试图飞掠火星并拍摄火星上的照片,但是由于太阳能电池板没有打开而无法工作,任务同样以失败告终。

03

1964年12月28日,美国发射的水手4号升空,这是人类历史上第一个成功飞掠火星的探测器,它距离火星表面高度约9800千米,传回了20多张火星照片,使人类第一次得以看到火星的近距离图像。

04

1971年11月13日,美国发射的水手9号进入火星环绕轨道,成为人类第一个火星轨道探测器,实现了人类历史上首次火星环绕探测,此次探测空前成功。

05

1971年12月2日,苏联发射的火星3号(包括轨道器、着陆器和火星车)成功进入火星环绕轨道,并实现软着陆,但着陆器在着陆后15秒失去信号,这是首次火星着陆探测。

06

1975年8月至9月,美国国家航空航天局连续发射了两个姊妹探测器—海盗1号和海盗2号,全部实现在火星表面软着陆,这也是第一个安全登陆火星的人造物体。海盗系列探测器开创了一个时代,让我们得以了解火星表面的情况。

07

1997年7月,火星探路者号在火星表面成功着陆,其携带的旅居者号火星车(Sojourner)实现了人类历史上首次火星巡视探测。

08

1997年9月11日,美国国家航空航天局发射了火星全球探勘者号,运行长达10年之久,算是截至目前成功的火星任务之一。

09

欧洲在2003年6月2日发射了火星快车号探测器,这是欧洲空间局的重大火星计划,其轨道器成功入轨,但着陆器却宣告失败。

10

美国国家航空航天局在2003年发射了两辆火星车—勇气号和机遇号,力图对火星这颗红色行星进行表面考察,这是当时史上最成功的火星车。

11

2011年,美国国家航空航天局发射了好奇号火星车,它是美国采用的第四台火星车。目前,好奇号仍然在火星表面考察,它是迄今能在火星软着陆的质量最大的火星车,其重量接近1吨,任务也与众不同,主要是围绕火星的天体生物学展开的各项研究。

可以说,火星是地外行星中“最耀眼的明星”,无论从探测次数还是认知程度来说,都是人类当之无愧的“宠儿”。相信在不久的将来,我国的火星探测也终将为全世界人民做出自己应有的贡献,下一个时间点,期待我国的科学家能在历史上留下在火星探测的痕迹,我们一起期待吧!


(本文综合《知识就是力量》杂志2016年3月刊《火星,许你一个蓝色星球梦》一文,撰文:欧阳自远/《扒一扒火星探测史》一文,撰文:林文杰,原创作品,转载请注明出自知识就是力量微信公众号)

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