周期性出現的「火星合日」，會成為將來地球和火星通訊的最大障礙

2020-10-18 地理沙龍

太陽系是地球所在的恆星天體系統，太陽系的中心天體是一顆黃矮星太陽，太陽的質量約佔整個太陽系質量的99.86%，對於整個太陽系具有絕對的統治力。太陽系中還有八大行星圍繞著恆星太陽運行，距離太陽由近及遠分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，其中木星及其軌道以外的三顆行星都是氣態行星，火星及其軌道以內的三顆行星都是固態行星，其中地球是人類的家園，也是目前太陽系已知的唯一擁有生命的行星。

26個月一次的「火星合日」

那麼，太陽中除了地球之外的另外三顆行星有沒有可能存在生命呢？或者將來有沒有改造的可能呢？我們發現水星距離太陽太近，表面溫度極高，金星雖然距離太陽較遠，但是由於金星稠密的二氧化碳大氣層，使得金星溫室效應明顯，是太陽系八大行星中表面溫度最高的行星。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。為了這兩個目的，世界航天強國都對火星探索具有極強的興趣，美國已經發射了多個火星探測器，包括勇氣號、機遇號和好奇號等，在不久的將來也希望將人類送往火星。我國也制定了火星探測計劃，計劃在2020年發射第一顆火星探測器，暫時命名為「火星一號」，屆時探測器將飛行200多天前往火星。

火星

火星距離地球十分遙遠，由於地球和火星都在繞著太陽公轉，所以兩顆行星之間的距離是在變化之中的，火星距離地球的最近距離大約為5500萬千米，而最遠距離則超過4億千米，火星探測器在火星上與地球之間進行通信，最短需要3分鐘而最長需要約22分鐘。如果火星探測器向地球發送一個請求，地球接收後發射一個命令給探測器，最長需要44分鐘以上的時間，可見在星際空間之間的通信聯繫是需要花費很長時間的，並不能保持實時通信。目前，已經飛向太陽系邊緣附近的旅行者1號和2號發送訊息到地球所需要的時間要超過22個小時以上。

好奇號火星探測器

不僅如此，將來地球和火星之間的通訊還會受到一些天象的影響，其中影響最大的天象就是「火星合日」。所謂「火星合日」是指在地球和火星公轉過程中，地球、火星和太陽形成一條直線，並且地球和火星分別位於太陽兩側時，從地球上觀測火星完全被太陽遮住。此時，火星與太陽之間的視張角將縮小至0.4度左右，這個時候火星和地球之間的通信會很大程度上受到太陽的影響，甚至會切斷地球和火星之間的通信。

火星合日示意圖

比如，最近的一次火星合日天象發生在2019年9月2日，當時，美國宇航局決定在8月28日至9月7日期間暫停向火星探測器發送新指令，火星上的探測器在此期間也暫停了探測活動，直到9月7日以後，通信才恢復正常。「火星合日」是一種周期性發生的天文現象，大約每26個月就會上演一次，下次火星合日現象將會發生在2021年年底。當然，將來人類的宇宙探索科技水平的提高，可以在火星和地球之間設置一個通信中繼站點或衛星，來解決「火星合日」帶來的影響。

NASA火星探測計劃

相關焦點

  • 為什麼有人認為金星是地球的過去,火星是地球的將來?
    為什麼有人認為金星是地球的過去，火星是地球的將來？金星和火星的公轉軌道和地球相鄰，從這來說可以說是地球的鄰居，不過由於公轉的周期不同，也只能算是周期性的鄰居。2、太陽會不斷膨脹金星是緊鄰太陽的第二個行星，半徑和地球極為相近，表面有著濃密的大氣層，主要成分是二氧化碳，佔到了96%以上，表面溫度常年為465℃～485℃，現在看來簡直是水深火熱，地球上的生物根本無法生存。但實際上地球形成之初和這個環境相比也好不到哪裡去。
  • 地球的未來會是火星嗎？
    ，我們覺得有幾分親切，因為我們將其看作是地球的近鄰，我們可以從火星上找到不少和地球相似的地方。火星和地球有很多相似之處，他們幾乎是同時形成的，而且都是由較小的石塊融化而成的。由此科學家們推測這裡曾經有大量液態水和各種沉積物，一些礦物質沉澱後就形成了凝固物。很久以前，許多沙漠曾經是一片汪洋大海。如果火星上的凝固物也是這樣形成的，就意味著火星上曾經有較大的水系。如果的確如此，火星上可能曾經有過生命形式。由此科學家推測，將來某一天地球上的液態水也會消失殆盡。
  • 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
    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
  • 何時發射火星探測器?
    圖1 火星和地球圍繞太陽運動，及火星合日示意圖。 地球、火星時刻繞太陽公轉，但公轉周期不同。地球的公轉周期為365天，火星為687天，地球差不多跑兩圈，火星才跑一圈。所以火星、地球、太陽之間的位置關係一直在改變，火星與地球之間的距離也不斷變化。 當火星和地球處在太陽兩邊，地球、太陽、火星幾乎排列成一條直線的時候，從地球上看去，火星和太陽好像重合在一起，所以稱為火星合日。
  • 探秘火星｜什麼是火星衝日，為何難得一見？
    2020年10月14日將發生火星衝日，你知道什麼是火星衝日嗎？2020年，人類探測火星，太空探索的徵程又向前邁進。本期由北京天文館李冰老師主講的「探秘火星」系列科普內容將和大家聊聊火星衝日。2020年10月14日，火星衝日。
  • 火星探測器過去,現在和將來:兼論『天問一號』火星探測技術
    1.引言 作為太陽系的第四大行星，火星的直徑是地球的53%，大約是地球一半。值得注意的是，火星的自轉周期以及自轉軸傾角和地球差不多，火星與地球很像是『孿生兄弟』。但是目前的火星卻是一個地表滿是沙丘、礫石的沙漠行星。
  • 馬斯克:特斯拉最大對手可能誕生於中國,將來希望葬在火星
    對於馬斯克而言，最重要的事依然是幫助人類實現火星移民計劃，成為跨星球物種，開創新的人類文明。「生命終將超越太陽系，到達其他恆星系統。」馬斯克計劃兩三年後親自進入太空，生命結束後將埋在火星上。生於地球葬於火星，「將是一件非常酷的事情」。
  • 土星有行星環,地球為啥沒有?其實地球曾經有過,火星將來也會有
    在太陽系八大行星中，木星、土星、天王星和海王星四個氣態行星都有行星環，其中土星環非常顯眼也非常漂亮，那麼為什麼水星，金星，地球和火星這四顆行星都沒有行星環呢？其實行星環的形成和行星的形成及其衛星有很大關係，行星形成的時候會不斷清理其軌道上的其他小星體，這些小星體會受到行星引力的影響而在行星的外圍聚集，由此就有可能形成行星環，太陽系中土星、木星、天王星、海王星四個氣態行星的行星環，基本就是這樣形成的。這四顆行星都屬於巨行星，它們的引力比巖質行星更大，因此它們能夠將星球周圍的小物質吸附過來，從而形成行星環。
  • 火星與地球那麼像，未來地球會不會成為第二個火星？很有可能
    在太陽系中，火星是與地球最為相似的星球，火星還曾被稱為地球的「姊妹」星球，因為火星的環境與地球實在太像了，火星也是處於太陽系的宜居帶中，並且火星與地球一樣，都是類地行星，存在高山、峽谷、火山，地形複雜。
  • 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？
  • 如果火星在地球位置上會出現生命,甚至智慧生命嗎?
    火星即使火星在地球的位置上也不會出現生命，即使出現生命，也不會出現類似人類這樣的智慧物種，這與它自身條件有關。有研究表明，生命的誕生需要幾億年穩定的外部環境，因為如果黃赤交角發生突變，地球的風帶和氣壓帶都會發生轉移，大洪水泛濫，環境的變化程度極難讓生物適應，幾乎會讓所有物種滅絕，智慧生物更是絕難出現。
  • 中美阿齊飛火星！為什麼是火星，它會成為第二個地球嗎？
    又到每26個月一次的火星發射季，中、美、阿聯齊發火星探測器。根據誰先到誰先開發的原則，迅速開展火星探測是未來開發利用火星資源的基礎。但為什麼是火星，它會成為第二個地球嗎？「天問一號」著陸器和火星車（概念圖） | 中國航天那麼問題來了，為什麼是火星，火星會成為第二個地球嗎？ 為什麼選擇火星？
  • 地球和火星都有火山存在,為何火星上面的火山沒有地球上的活躍?
    而且地球上有很多地方的火山稱之為休眠火山，也就是說過一段時間就會噴發，可以說在地球上的火山是非常活躍的。與地球比較相似的是火星，火星上面也有火山分布著，可是據現代科學家觀測，火星上面的火山分布卻根本就沒有地球上這麼活躍，這又是什麼原因導致的呢？
  • 後地球時代： 火星生存與火星大戰
    嚴酷的火星環境離地球很近，生存環境與地球相似且人們研究最多的星球——火星，毫無疑問將成為地球人首選的備用家園。美國宇航局發射的火箭和獵戶座載人飛船，埃隆·馬斯克的太空探索公司(SpaceX)的星際運輸系統，傑夫·貝佐斯的太空公司藍色起源也開發了太空載人系統，我們有了可靠的前往火星的運輸工具，就能成功登陸火星。
  • 空中課堂｜最難以捉摸的行星——火星
    當年7 月27 日發生火星衝日，7 月31 日火星距離地球最近，視直徑達到了24.3 角秒，而年初和年尾都只有6 角秒左右。從圖2 中我們可以看到，火星在衝日的時候，和太陽分別位於地球的兩邊，太陽落山時它升起，太陽升起時它落下，一整夜都能看到。並且這時它離地球更近，亮度也更亮，觀測條件最好。在衝日前後一段時間裡，即從東方照到西方照的這段時間裡（平均約為200 天），火星的觀測條件也都不錯。而在合日時恰恰相反，它整天淹沒在太陽的光芒中，無法看到。合日前後有差不多半年的時間，它離太陽的角距離都在30 度以內，不易觀測。
  • 太陽系發生三星連珠事件,火星從今天起將與地球失去聯繫!
    在此期間，地球將和火星失去大部分聯繫，正在火星尋找外星生命的火星車，以及火星軌道上的探測器都將暫停部分任務，以免意外的發生。太陽系連珠（Solar conjunction， conjunction更正式的譯法是合日）事件是指太陽系的行星分別運行到太陽相對的兩側，從而和太陽連成一線的情形。
  • 天問一號已成功發射，如登陸火星，它將如何與地球保持通訊？
    天問一號已在7月23日升空，過大約半年左右，它將會進入火星軌道，如探測器登陸火星，則已算是中國探測火星的重要突破，那麼，探測器登陸火星後，又該如何與地球保持通訊呢？同時，地球時刻都在自轉，這就導致火星在某些時間段內無法出現在地球的視野中。而想要保持通訊，地球必須要時刻「監視著」火星，即要能看得到火星，因為通訊訊息都是以直線傳播的。因此，與火星通訊需要做兩項準備。
  • 長期失重後,太空人需重新學習如何走路,將是飛向火星的最大障礙
    要想成為一名合格的太空人，不但要求身體素質過硬，且能通過各種特殊訓練。而且還需要掌握各種航天理論和工程知識，飛船控制技術，也許一名太空人並不是某一領域的專家，但肯定是航天科技領域的萬事通。因為只有掌握了這些龐雜的知識，才有可能在環境惡劣且孤立無援的太空中，處理可能遇到的各種突發狀況，並成功返回地球。
  • 火星和地球十分相似,如果兩者位置互換,火星會有生命出現嗎?
    文/玉濁清火星和地球十分相似，如果兩者位置互換，火星會有生命出現嗎？可能正是因為地球所處的位置十分的合適，因此地球才誕生出了生命，當然在八大行星中，和地球同處太陽系宜居帶的也有兩個星球，他們分別是金星和火星，這也是人類除了關注月球之外，最為關注的一顆星球，而火星由於和地球有著諸多的相似，因此他曾經還被譽為是地球的孿生姐妹，在人們探索宇宙，選擇星際移民時，火星就是人類的首選目標，可以說它是一顆被人們寄予厚望的星球。
  • 看看火星表面什麼樣
    ，火星和它的兩顆衛星，火衛一、火衛二。火星的直徑約為地球的一半，自轉軸傾角、自轉周期則與地球相當，但繞太陽公轉一周則需花費約兩倍於地球的時間。：火衛一和火衛二，形狀不規則，就是兩塊大石頭、可能是捕獲的小行星。