火星上發現液態水，人類是不是不用去月球了，直接登陸火星？

2020-10-18 星辰大海種花家

準確的說火星發現液態水會加速人類登陸火星的計劃，但非可不可以登陸火星的依據，因為登陸火星的技術跟火星有沒有水並沒有關係。

火星與月球，哪個跟難一些？

火星直徑6790千米，距離地球最近也超過2.2億千米，月球直徑3470千米，一直環繞著地球公轉，距離38萬千米左右，從距離來看明顯是月球更容易一些，當然這是想當然的判斷，事實上卻需要分析多個條件：

  • 月球距離近，火星距離遠

  • 月球無大氣，火星有一個稀薄大氣層

  • 月球通訊延遲小，火星通訊延遲長，甚至會可能中斷通訊

首先從距離來分析

出發去月球和火星都需要第二宇宙速度，也就是脫離地球的速度，這個速度是11.2千米/秒，但到達月球的橢圓軌道遠地點是38.4萬千米外的月球，而到達火星的橢圓軌道遠地點至少也是5500萬千米！

一般前往月球的飛行器都會使用這種在近地點點火加速，讓橢圓軌道的遠地點不斷延伸，一直到遠地點進入月球的引力範圍，然後再減速被月球引力捕獲，進入環月軌道，在擇機登陸月球。因為使用這種多次點火的方式入軌，儘管時間會比較久，但節省燃料與投資，在不趕時間無人探測方面是優選的！

但要登陸火星就不是那麼容易了，首先火星和地球是在太陽不同距離上公轉的兩顆行星，在公轉的不同時間裡，兩者之間的距離會從5500萬千米到4億千米不等，因此等探測器用這種繞軌的方式繞到能夠著火星時，火星應該剛好出現在那裡，當然也可以中途稍稍修正下，但初期軌道計算還是要比較準確，否則連修正的機會都沒有了！

這是印度曼加利安探測器前往火星之路，推力不夠時間來湊，只能一次次不厭其煩的繞才可以！因此不僅控制計算難度增加，火箭燃料也需要大大增加，我們可以從登月火箭和未來登陸火星的火箭做個對比，難度差多少

上圖是執行嫦娥計劃的長徵系列火箭運載能力

上圖是長徵五號的運載能力，很明顯未來執行火星探測任務的長徵五號要比三號強得多。

月球無大氣，火星有大氣，哪個容易登陸？

重返大氣層大家都知道，不死也得脫層皮，因此火星有大氣肯定很難，但事實上卻不是這樣，主要是火星大氣稀薄，它可以作為部分減速，但在稀薄大氣中打開降落傘可不那麼容易！而月球無大氣則沒有這個壓力，但有一個事情我們必須要了解，我們從月面發射到月球軌道需要多少燃料，那麼從月球軌道返回月面時也要多少燃料，沒有大氣層消耗，必須要燃料來減速。因此登陸月球的燃料是「雙份」的！

NASA洞察者登陸火星，正在穿過大氣層（示意圖）

嫦娥三號登陸月球，全程動力下降

火星通訊延遲是最要命的

月球通訊延來回也就2S，就是感覺和一個反應慢點的人聊天，還能夠接受，但火星至少也有3分鐘的延遲，最慢需要二十幾分鐘（單趟），來回就更久了！還有火星自轉遮擋，還有地球太陽和火星的軌道，因此這個難度是超高的。

另外與深空探測相關的太空飛行器定位很多朋友可能忽略了，一般在執行月球和火星探測以前，在甚長基線幹涉定位上必須要先過這個難關，否則太空飛行器到哪了都不知道才是最大的問題。

洞察者登陸時的中繼小衛星

幾個因素來看，距離成了難度的第一要素，距離一遠，啥問題都跑出來了！拍腦袋確定的難度還真沒錯！

水會成為我們登陸火星的關鍵因素嗎？

火星有水其實大家都知道了，畢竟兩極的冰蓋（部分為二氧化碳）封凍的水也是天文數字，在火星北部的Korolev隕石坑內，常年被1.8千米厚的冰層所覆蓋。

這不是二氧化碳的乾冰哦，可是確確實實的水冰，因此火星上一直都有水的存在，2018年7月，火星特快探測器發現火星南極附近表面以下約1.5千米處存在一個直徑達到20千米的鹽湖。

其實對於人類登陸火星的資源利用角度來說，1.5千米以下的鹽湖根本就沒有用處，不只是我們無法飲用鹽水，而是它實在太深了！而在撞擊坑內的水冰對我們更容易些，所以發現液態水根本就不是我們登陸火星的理由！但液態水的發現另具重大意義！

  • 火星有液態水意味著什麼？

鹹水我們沒法直接飲用，1.5千米深以下也沒法用，有什麼意義？其實這意義就大了！

  1. 表示遠古火星曾經存在海洋或者至少是湖泊

  2. 有大片水域存在過，意味著曾經可能有生命

大片的冰層要滲透到地下是不可能的，除非地質運動全部掩埋，但這個鹽湖直徑達到了20千米，明顯就是不可能的事情！因此從液態的海洋或者湖泊滲入地下空間是非常有可能的！

那麼問題來了，滲入地下的水體中是否含有火星遠古微生物呢？現代火星已經成了不毛之地，火星沙塵暴也颳了數億年，火星遠古生物的遺蹟早已消失不見，如果能在鹽湖中找到生命，這個意義有多大？

太陽系中第二個存在生命的天體

這個發現將會被記錄於在冊，名垂青史，當然更重要的是科學意義，對於研究生命起源，更是多了一條火星的演化路子，對於系外行星生命的研究，同樣極具參考意義！

無論火星是否有生命，登陸火星都計劃都不會改變，因為火星有水，引力也比較小（只有地球的1/3），也有二氧化碳大氣層，有各種所需的資源，作為未來的深空前進基地再好不過！

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    2018年7月，法新社消息稱，火星上發現了第一個液態水湖。報導稱，科學家們在火星上發現了巨大的地下蓄水層，這增加了火星宜居的可能性。但是登陸火星與月球是完全不同的，難度也很大，由於月球的質量比較小，質量大約是地球的八十一分之一，因此它的引力也很小，只有地球的六分之一，所以登陸月球只需要一般的推力就可以了，並且在返回的時候
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    ，人類對於火星的了解也就變得越來越具體、全面。通過火星車傳回的照片，科學家們第一次發現原來火星上的地貌特徵，和地球有著很大的相似之處，火星上同樣擁有平原山谷、丘陵溝壑。那麼，火星上的地貌是如何形成的呢？在過去的40多年時間裡，研究認為，火星上的地貌特徵或許和地球一樣，都是由液態水的流淌衝刷而形成的。
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