7月17日,中國的火星探測計劃天問一號正式啟程。關於中國探測火星的計劃,我們最容易想到的可能是國家榮譽以及屈原天問代表的中華民族自古以來對宇宙的好奇與嚮往。不過如果你對火星有更深入的了解,就會發現更多的有趣之處,比如:我們為什麼要去探測火星而不是其它星球?
我們知道,太陽系有八大行星。從內到外分別是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。也就是說金星地球火星排在第二、三、四位。而水星離太陽太近,一切都被烤焦了。木星以及更外圈的,離太陽太遠,一切都被凍僵了。這些行星都不適合生命生存。最有可能存在生命的就是離太陽距離適中的金星、地球和火星。用專業術語說,這三個星球位於太陽系的宜居帶上,地球位於宜居帶的中間,當然是各方麵條件最優的。
那金星和火星相比如何呢?讓我們看一下基本指標:金星的質量是地球的百分之八十二,體積是地球的百分之八十七,重力是地球的百分之九十,各方面都跟地球十分接近。而火星跟地球的差別就很大,它的質量是地球的百分之十一,體積是地球的百分之十五,重力是地球的百分之三十八。乍一看,貌似金星將會比火星更宜居。而人類在二十世紀五十年代掌握了航天技術後,確實立刻就將金星作為了探測目標。人類第一個接近其他行星的探測器是一九六二年的美國的水手二號。它的目標就是金星。然而人類探測金星的熱情很快就消退了。歷史上總共有十個探測器在金星著陸,但其中工作時間最長的只有一百二十七分鐘,最短的只有二十三分鐘。為什麼在金星上的探測器這麼短命呢?
其實金星的生存條件遠沒有一開始想的那麼好。金星有一個極其濃密的大氣,它的壓強高達地球的九十二倍,相當於一個人背著一輛五十噸重的坦克。更糟糕的是,這麼濃密的大氣中,超過百分之九十六是二氧化碳。而地球大氣中只有百分之零點零四的二氧化碳,就造成了不小的溫室效應,成為全世界關注的焦點問題,金星的二氧化碳濃度比地球高几十萬倍,這溫室效應得強到什麼程度?因此,金星表面的平均溫度超過四百六十攝氏度,比離太陽最近的水星的向陽面還熱!除此之外,金星的火山爆發很活躍,大氣中有很多火山噴出的硫化物,下雨下的是硫酸雨。大氣太稠密,把陽光擋了個嚴嚴實實,金星表面一片昏暗,只能偶爾看到硫酸雲霧裡的閃電,雷暴和火山爆發的光亮。這些條件都十分惡劣。
現在我們調過頭來看火星。火星有一個稀薄的大氣,密度不到地球的百分之一。如果一上來就看這個,可能會感覺這很糟糕。但跟金星對比,我們就會明白什麼叫做如釋重負了。畢竟氣壓低,你可以穿航天服。而氣壓太高,就只有被壓死了。火星大氣的主要成分也是二氧化碳,佔百分之九十五點三。此外還有百分之二點七的氮氣和百分之零點一的氧氣。乍看起來火星的溫室效應應該也很嚴重。不過,由於總的氣壓太低,溫室效應其實很弱。
火星表面平均溫度是零下五十五攝氏度,而且波動範圍很大,可以上至三十攝氏度下至零下一百攝氏度以下。如果一上來就看這個,貌似感覺也很糟糕。但跟金星的四百六十攝氏度對比一下,就感覺好多了。畢竟溫度不是很極端,太空衣還是能應付下來。
其實火星最吸引人的地方是上面有水!人們最初用望遠鏡觀察火星的時候看到很多紋路,許多人把它們理解為河道,甚至是火星人開掘大運河。十九世紀末二十世紀初的時候,出現了很多描述火星上有智慧生命,以至於出現火星人入侵地球的文學藝術。
火星歷史上應該有過活躍的地質運動與河流。但由於太陽風的吹拂以及小行星的撞擊等等,後來逐漸都消失了。火星是一顆正在衰亡的星球,如果按照自然趨勢發展下去,火星的現在就是地球的未來。這正是研究火星的重要性之一。然而火星現在還有大量的固態水,也就是冰,這是一個非常重要的發現,是近年來若干個探測器一再確認與深化的,而且火星上還有大量的固態二氧化碳,也就是乾冰。
為了跟乾冰區別,我們往往把固態水稱為水冰。在火星的南北極就有巨大的水冰和乾冰混雜的冰蓋,水冰主要停在底部。這對於我們移民火星提供了非常寶貴的資源。再次跟金星對比一下,火星簡直就是天堂。除此之外,在火星的地下很可能還有液態的滷水及隆起了大量鹽分的水,甚至可能有巨大的液態滷水湖。這讓火星上存在生命的希望大增了。在地球的各種極端環境下,如火山口、深海熱泉、鹽湖等等,都有不屈不撓的微生物生存著。它們的能量來源,可以不是光合作用,而是各種因地制宜的辦法,如硫酸亞鐵氧化還原反應放出的化學能。
由此看來火星的環境遠不算最惡劣的。因此在火星上發現生命是相當有可能的。未來一段時間裡,掘地三尺,尋找生命,就是火星探測的一個重點目標。如果真的找到了,那麼這將是人類第一次發現地外生命,帶來的衝擊是巨大的。