探測火星惠及子孫後代,載人登月具有現實意義

2020-11-05 三分鐘話科普

火星是地球的近鄰,是太陽系由內及外的第四顆行星,其內部結構和地球相似,也是由地殼、地幔、地核三層。火星表面的平均溫度是-63攝氏度,但在夏季的白天可達+27攝氏度,超過了地球南極暖季(11-3月)的最高溫度。火星雖然比地球小得多,但其表面積和地球陸地面積相近。火星的周圍也籠罩著大氣層,大氣成分主要是二氧化碳,還有氮氣和少量氧氣等,這是火星和地球最相似之處。火星大氣中存在的甲烷,被認為是可能存在某種形式的微生物生命。

火星平原地帶與地球上的沙漠相似

人類對火星的關注由來已久,甚至有專家推斷遠古的火星環境和現在的地球一樣,後來因故發生了變化,火星人整體移民來到了地球。華盛頓大學的生物學家沃德(Peter Ward)表示,地球上的生命可能來自火星,而且起碼有證據證明地球生命是外星來的。英國白金漢大學(University of Buckingham)的天體生物學家維克勒馬辛格(Chandra Wickramasinghe)則認為,地球持續跟鄰近星系中的星球相互交換有機物質、甚至是交換生命體。

火星地表曾經有過水流的證據

1960年,前蘇聯向火星發射了火星1號探測器,這是人類探測火星的開端,之後又發射了三顆火星探測器,均告失敗。蘇聯解體後,俄羅斯於1996年11月16日,用「質子號」運載火箭發射「火星96」探測器,結果因運載火箭故障而遭到失敗。前蘇聯(俄羅斯)在發射火星探測器遭到的一系列失敗,主要是由於技術、經濟以及管理等因素造成的。1964年,美國發射水手4號火星探測器,這是有史以來人類發射的第一枚成功到達火星軌道的探測器,向地球發回了21張照片,此後又在環繞太陽軌道上花費三年時間對太陽風進行探測,根據數據分析表明火星的大氣密度遠比此前人們認為的稀薄。

好奇號火星探測車

2011年11月26日,好奇號發射升空,此後順利進入飛往火星的軌道,探測器降落在火星的這個地點,後來被科學家稱為「梅裡迪尼亞平原」。「梅裡迪尼亞平原」幾乎沒有飛塵,極有可能含有水或者其他的液態物體,而且平原上還有豐富的灰赤鐵礦,或許這是原始生命存在於火星上的地點。

好奇號在火星地表鑽出的空洞

到目前為止,全球共有8個國家或地區向火星發射了近50個探測器,成功18次,而成功著陸到火星表面的只有8次,每次發射的成本都要耗費幾十億美元的資金。人們不禁要問,投入巨大成本探測火星對人類究竟有什麼意義呢?主要依據是以下三點:1)當代的航天技術有了飛速的發展,已經可以開始進入尋找外星生命和宜居星球的路程了。2)探測火星主要是為人類尋找另外一個棲息地,探索宇宙別處的生命,對人類有著不可估量的巨大意義。3)如果發現了不同於地球上的生命,那就代表生命的第二起源自發地出現了,同時驗證了達爾文的無生源說(abiogenesis)的正確性。4)目前世界人口增長率為每年平均2%,若以此速度繼續發展,則在空間和資源有限的地球上,必然會引起人類生存的嚴重問題;地球上的資源消耗得差不多了,在這種情況下,就急需找到一個讓人類可以移居的星球。5)太陽系內只有火星的環境和地球相似,經過適當的改造將火星變成地球的備份星球,條件成熟逐漸實現火星殖民。

第一批殖民的火星人將建造穹頂設施

火星雖然是地球的鄰居,兩個星球繞太陽公轉到同一側時的最近點還有5500多萬公裡,而且每隔26個月才出現一次最近距離。即使在這樣的窗口期從地球發射飛船還需要7個多月才能到達火星,兩個星球間的無線電通信也要有幾分鐘的延遲。以人類目前的航天技術,短時間內要實現地火之間太空飛行器的往返是不可能的。改造火星環境更是談何容易,或許需要幾代人的不懈努力先攻克太空飛行器的飛行速度,才能完成載人登陸火星的任務。載人登陸火星目標實現之後,需要為火星建立一個人工的全球磁場,抵擋太陽風對火星大氣層的破壞,再去改造大氣成分以及液態水,除此之外還要在火星上建立一個豐富的食物鏈,這些必要條件幾百年或者上千年內還是無法達到的。目前探索火星的重大意義在於當代人的巨大付出,造福人類的子孫後代,惠及千萬年後的地球人。

NASA聯手多家富豪即將建立月球基地

相比探索火星,載人登月就顯得容易多了,50多年前已有12人到達過月球表面,其中10人曾駕車在月面上行駛,並帶回380公斤月球土壤和巖石標本。根據月壤的分析和研究,以及近年來中國的嫦娥三號、四號飛船攜帶的玉兔號月球車的實際探測,發現月球土壤中有大量的氦3物質,氦3是無輻射的核聚變清潔能源,可為人類用來發電、交通運輸、製冷、制熱等。據估計,月壤中的氦3儲量可供整個地球人類使用1萬年以上。近幾年來,多個國家向月球發射了探測器,中國探月工程的三部曲(繞、落、回)即將於近期完成最後一項---採樣返回。

嫦娥三號玉兔號月球車超期服役19個月

美國航空航天局(NASA) 與一些富豪計劃2026年前在月球上建造一個可容納10人的基地,科研人員將通過太陽能板開採水和礦物資源。他們表示,人類有望以65億英鎊(約合人民幣598億元)的總成本在月球上居住,而這一費用只相當於當初前往月球費用的十八分之一。「阿波羅工程」在1969年至1972年間將12人送上月球,總費用按現價計算為1200億英鎊。一家航天工業公司負責人丹尼·溫戈在一份研究報告中說,皮爾裡環形山附近可用的太陽能和礦物質會讓現代月球旅行變得更加便宜。與此同時,歐洲航天局以及印度和中國的同行所制定的月球基地候選名單中,皮爾裡環形山也赫然在列,這就引發了究竟誰有權開發利用那裡的資源的問題。

阿波羅11號太空人將美國國旗插在月上

月球表面晝夜溫差很大,沒有磁場和大氣層,不能抵擋太陽風和宇宙射線的侵襲,也無法改造成適合人類居住的環境。但月球上有豐富的物質資源,載人登月時可攜帶模擬地球環境的月面屏蔽室供科研人員居住,亦可在月面建造密閉的採光保溫大棚種植蔬菜以供月球人生活。其實,地球人在月球上活動比在空間站裡要方便得多,兩種環境對比依據如下:1)月球雖引力很小,但穿著月球防護服完全可以兩腳著地的方式行走,經過一段時間的適應之後或許走得更輕鬆、更有趣;空間站上的太空人處於完全真空狀態的艙內只能漂浮移動,不能直立行走。

國際空間站

2)國際空間站總長度為100米,太空人只能在狹小的艙內活動,睡覺時須將睡袋固定在艙壁上,出艙須經過嚴格的訓練或連接纜繩以防飄向深遠的太空;而月球上可以建造幾公裡長的封閉式月球城,城內設置各個職能部門,月球人可以隨意走動,也可以和在地球上一樣的方式睡覺和休息。3)能夠到月球上的國家會越來越多,未來可以在月面的中緯度地帶修建一條總長為2000多公裡的環球高速公路,便於彼此間的聯繫和貨物運輸,在月面建立設施是永久性的,千萬年之後也不會有任何變化;空間站的設計壽命通常只有十幾年,服役期滿屆時須報廢,還要將其墜落到地球上來。

月球上的儀器設備

月球是地球的保護神,不僅用引力拉偏了地球的自轉軸,使之有了非常合適的公轉角度,從此有了循環更替的春夏秋冬季節,還鎖定了地球海洋的潮汐變化,讓地球充滿生機和活力。月球土壤裡積累了大量的氦3能源,讓人類盡情地開發和利用。除此之外,還將為人類探索宇宙的其它星球提供跳板。從月球上發射探測器只需每秒2.7公裡的速度即可脫離其引力,飛向更遙遠的深空,這就節省了大量的燃料。總之,月球距離地球只有38萬公裡,從地球發射飛船到達月球表面所用時間很短,無線通信也幾乎沒有延時。載人登月的技術業已成熟,且具有重大的現實意義月球即將成為地球的第八大洲。目前已有16個國家加入到了開發月球聯盟,美國的移動公司還要在月球上開通4G網絡,屆時月球不會再是荒漠的灰色世界,也不會再是不毛之地。

在月面上移動的基地車

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  • 業內人士稱中國載人登月計劃可能已取消—新聞—科學網
    他說:「無人月球探測的實施將為我國載人登月和月球基地建設積累技術和經驗,但我國載人登月計劃目前還沒有確切時間表。」 其實,早在2012年5月,被稱為「嫦娥之父」的歐陽自遠做客江西社科聯舉辦的某社科大講堂時,面對聽眾提問:「中國什麼時候能實現載人登月?」就曾稱:「當前有很多傳說,有說中國人2020年可以載人登月的,也有說2025年、2030年。
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    國際在線報導(記者喬全興):在11月5日於廣東省珠海市舉辦的第九屆中國國際航空航天高峰論壇上,中國國家航天局系統工程司副司長趙堅透露,中國計劃於2020年左右實施首次火星探測任務。他表示,和平利用和探索外層空間是人類不懈的追求,中國將加快推動航天事業發展,積極開展國際空間交流與合作。
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