將來人類移民火星，和地球怎麼通話？唯有這種技術能做到即時通信

2020-10-18 科普大世界

今年將會有火星衝日的時刻，目前火星也正在向地球靠近中，因此今年被認為是極好的「火星探索年」，我國和美國、歐洲、俄羅斯等的航天機構都有火星探索計劃，未來一段時期內，人類將迎來「探火」熱潮期。

探索火星是為了將來登陸火星和向火星移民，屆時人類可以在火星表面建立封閉式基地，人類可以在其中模擬地球表面的生態環境，在裡面就像在地球表面一樣生活，不過在這個時候，火星上的人類與地球上的人類通信打電話的話，就會出現一個延時的難題，因為火星離地球太遠了。

火星在距離地球最近的時候不到5500萬公裡，最遠的時候則接近4億公裡，即便以每秒30萬公裡的光速傳播通信信號，也需要歷時很長時間，在火星上說上一句話，無線電傳播需要歷時183.3秒才能到達地球，也就是說地球上的人，需要在三分多鐘之後才能聽到火星上的人剛說過的一句話，而如果在最遠的距離上，那麼無線電信號就需要傳播1333.3秒鐘才能到達，也就是說需要歷時22.2分鐘才能聽到來自火星上的人的話語，很顯然這是很不方便的。

有辦法解決這個問題嗎？這或許就需要用到量子糾纏了，量子糾纏是一種純粹發生於量子系統中的物理現象，其中的基本粒子會有某種狀態上的共性，比如兩個基本粒子屬於一個量子系統，那麼改變其中一個粒子的狀態，另一個粒子的狀態也會跟著改變。

以兩顆向相反方向移動但速率相同的電子為例，即使將它們橫跨整個太陽系，也仍會保持關聯性，當其中一顆電子狀態發生變化，那麼另一顆也會幾乎同時發生相應的狀態變化，這是量子糾纏現象，很顯然，利用這種方式來傳遞某種信息，要比用光和無線電來傳播信息可以節省大量時間，因為如果用光速橫跨海王星的環形軌道，也需要歷時500分鐘，大約8.3個小時，而利用量子糾纏現象的話，信息傳遞則幾乎可以同時進行。

目前還無法說清量子糾纏的速度到底有多快，也無法說清，他們可以在多麼遙遠的距離上才有效，甚至無法具體說清這種「鬼魅似的超距作用（愛因斯坦語）」，一般認為是因為在量子的世界裡，當幾個粒子彼此相互作用後，由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，因此無法單獨描述單個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，那麼各個粒子表現出來的共性狀態就被叫做量子糾纏或者量子纏結。

這樣的糾纏的技術成熟之後，那麼人類移民到火星上後，火星與地球之間的通訊將不再是問題，進行即時的電話和視頻應該也都是可以實現的。

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    在這個過程中，環繞器在中繼通信的軌道，為火星車提供通信鏈路，環繞器上相關的載荷會開展科學探測，大概運行90個火星日以後進行軌道調整，這裡的火星日大概和地球日的時間差不多，進行軌道調整之後，它會進入一個遙感的使命軌道，開展相關的科學探測。7 火星探測有哪些難點？鄭永春：火星探測是一個技術非常困難的項目，現在為止全球進行了40多次火星探測，成功率不到一半。
  • 人類移民火星的願望能成真嗎？火星會成為第二個地球嗎？
    央廣網北京7月23日消息（記者朱敏）據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞晚高峰》報導，火星，至今仍是人類尚未涉足之地。火星在文學作品中登場的機會不計其數，更是無數科幻電影中的主場地。老舍筆下，火星被貓國人統治；電影《火星救援》裡，主人公靠自種土豆獨自在火星上生存了四年。無論天馬行空的無限想像，還是基於科學的超前推測，人們對火星寄予厚望。人類移民火星的願望能成真嗎？火星會成為第二個地球嗎？
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    水星和金星溫度太高，環境惡劣基本排除了生命存在的可能性，以及將來改造的可能性，那麼位於地球軌道之外的火星就成為了人類重點進行探索的行星。太陽系示意圖人類探索火星主要有兩個目的，第一個是火星有沒有可能存在生命或者曾經存在生命的痕跡，第二個是將來人類能不能把火星改造成人類能夠定居的星球。
  • 人類到底能不能移民火星,地了解這三點
    不只各國官方牽頭頻頻發射探測器探索火星氣候環境，SpaceX公司馬斯克也將畢生夢想放在火星移民上，據悉，馬斯克造汽車，搞新能源，造火箭都是為將來火星探索移民奠定技術資金基礎，並計劃在2050年將100萬人送上火星，一圓火星移民的畢生夢想。那火星到底有何獨特魅力，引得諸多航天大國，航天大咖耗費巨資去深入探測？馬斯克的火星移民計劃有實現可能嗎？我們距離火星移民還有多遠？
  • NASA開始計劃火星移民,2024年第一批太空人前往火星,能成功嗎?
    火星是最佳宜居星球首先，從距離看，地球的資源有限，想要大規模的遷移就必須要有宇宙飛船和能源物質，這些都是資源。地球的資源有限，所以我們不能長久地待在地球上。實際上，在太陽系中還存在比火星更好的宜居星球，但因為距離太遙遠，我們現有的資源不能支持我們進行大規模、長時間的遷移。而火星就是最好的選擇，因為它是地球的鄰居，所處的宇宙環境和地球很相似，人類能夠儘快的適應。
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    不管如何評價，針對火星移民計劃的各項準備在有條不紊地進行中。從太陽能發電、純電動汽車、真空膠囊高鐵到獵鷹火箭、龍飛船、星艦，再到最近的星鏈計劃，每一項技術都是火星移民計劃的剛需。而在地球上實施這些計劃過程中，相關技術創新和商業模式創新已經產生了巨大的商業利益和技術突破。
  • 如果人類要移民火星，那麼和水熊蟲的基因改造是必然的嗎？
    按照人類如此發展的勢頭，移民火星必然會發生，因此人類也將火星載人任務列入在本世紀計劃之中。但是對於將來移民火星不回家的人來說，要長期適應這樣的環境，並且保持安全和健康，那是一項難以攻克的難題，或許只有基因改造才能克服
  • 如果人類要移民火星,那麼和水熊蟲的基因改造是必然的嗎?
    按照人類如此發展的勢頭，移民火星必然會發生，因此人類也將火星載人任務列入在本世紀計劃之中。然而，面對這項任務，我們還有很有問題需要克服，尤其是對於太空人。他們需要在一定時間內承受高輻射、失重引起的骨骼變輕等身體上的不適，慶幸的是，只要太空人回到地球休養後，就能保持一個相對良好的狀況。但是對於將來移民火星不回家的人來說，要長期適應這樣的環境，並且保持安全和健康，那是一項難以攻克的難題，或許只有基因改造才能克服。
  • 移民火星——不僅僅只是設想
    就未來的太空計劃來看，一是月球、二是火星、三是小行星帶，它們都是人類前往更深太空的天然跳板，可以磨練科技、儲備技術，為將來更好的探索利用太空做準備。火星移民可以想像，未來人類肯定會走出地球，前往新家園，這幾乎是板上釘釘子的事情，第一步該去哪裡？火星還是月球？
  • 馬斯克和他的火星移民計劃
    從人類第一次看見火星開始，無數的人就開始嚮往這顆星球，並且有無數的猜測，是否有生命，是否適合人類居住之類的，但是由於科學技術的限制，一切的火星計劃都還只存在於紙上，但是最近有一個人想要將這種夢想變為現實。
  • 地球的「同胞兄弟」，火星為何能成移民首選？這個概念要清楚
    ，所以至少以人類技術領域來看，目前只有地球一顆星球，可供人類居住。例如，地球和火星的自轉周期大致相等，公轉是地球的兩倍，也就是說火星上有和地球一樣的黑白天以及四季變化，不過相當於地球上兩年一次。不過也有個問題，火星比地球要小很多，大約只有地球的一半，而質量只有地球的11%，表面積相當於地球上所有的陸地面積，不過考慮到火星上沒有流動的水，所以大致上看，如果真能實現移民的話，倒可以直接按照地球上國家面積大小進行劃分，不用打架。
  • 火星探測之中國「天問一號」：人類外星移民，也許並非遙不可及
    不斷地環境惡化和戰爭摧殘，地球在不久的將來，還會是最適宜的居住地嗎？第三就是對於縹緲宇宙中的那些文明猜想。如果人類一直閉門自居，會不會有一天遭受高等文明或者外星生命的大舉侵犯呢？加上之前在火星上發現河流的印跡、在巨大的地坑中能偵測到甲烷等（甲烷的存在可能意味著火星上可能存在著微生物）。也許以前的火星，和地球一樣生機勃勃。因此存在生命的可能性非常大、發現生命後的移民距離也是非常合適的。
  • 人類移民太空能去哪？火星「淘汰出局」，科學家發現「超級地球」
    科學家對地球的環境發展也感到焦慮，由於人類還在不斷發展，未來人口會越來越密集，但是地球的陸地面積是有限的，在人類的加劇膨脹下，地球只會變得越來越擁擠，於是科學家提出了太空移民的設想，美國科學家擬建太空城，設計方案為一個旋轉的圓筒，直徑為2800米，這個空間將容納1萬名居民。