金星比火星距離地球更近,為什麼火星成人類探索的主要目標?

2020-12-19 青杉文化菌

7月23日12時41分,長徵五號運載火箭搭載「天問一號」火星探測器,在中國文昌航天發射場沖天而起,中國邁出火星探測的第一步!

「天問一號」

「天問一號」火星探測器由著陸巡視器和環繞器組成,著陸巡視器包括進入艙和火星車。在地火轉移軌道飛行約7個月後,到達火星附近,通過「剎車」完成火星捕獲,進入環火軌道,並擇機開展著陸、巡視等任務,進行火星科學探測。中國首次火星探測任務(中國行星探測計劃「天問一號」任務)將在國際上首次通過一次發射,實現針對火星的「繞」「著」「巡」三合一壯舉。

「天問一號」

「天問一號」任務以環繞器環繞火星、火星車著陸火星表面並開展科學探測為圓滿成功標誌。任務成功後,我國將是國際上首次通過一次任務實現火星環繞和著陸巡視探測的國家,是國際歷次火星探測任務中攜帶科學載荷能力最高的國家,成為第二個實現火星車安全著陸和巡視探測的國家。

「天問一號」

火星很多地方和地球相似,如果地球毀滅的話,火星就是地球的備胎。它將會是我們移民的首選。而且這已經不只是在電影或是小說中的幻想了,矽谷鋼鐵俠埃隆·馬斯克真的把移民火星當作自己的使命。

不過,你可能不知道,火星可不是一開始就是星際移民的首選,它其實只能算地球備胎的備胎。如果把時間倒退五六十年,在天文學家心中最適合作地球備胎的,那是金星。因為金星各方面的數據真的都太完美了。

火星

首先,金星的體積和質量都和地球非常接近。我們都知道,星球的質量越大,那麼引力也就越大,在月球上的引力只有地球的六分之一。但是,如果你站在金星上的話,那麼是不會感覺到有什麼明顯差別的。火星呢,就不行了,火星的半徑只有地球半徑的一半。

這是半徑,如果換成體積的話,那麼火星只有地球的15%。而且密度都差不太多,這就代表了,火星的質量比地球要小很多,只有地球質量的11%,這就導致火星表面感受到的引力只有地球的38%。

金星

不只是在體形上金星比火星更接近地球。當時已經可以通過望遠鏡確定了,金星是和地球一樣有濃密的大氣層的。火星雖然也有,但是比起金星來,火星的大氣就少得可憐了。

還有啊,金星的位置也非常特殊。我們都知道每顆恆星都有一個宜居帶的概念,就是說行星只有在距離恆星合適的位置才有可能維持液態水的存在。如果距離太陽太近的話,水會變成氣體,如果太遠的話,又會結成冰。宜居帶具體怎麼算還是挺複雜的,考慮的因素特別多。不過根據當時的計算,和地球一起在宜居帶的是金星,火星只是在宜居帶的邊緣,可算可不算。

金地火

第一個成功接近金星的探測器是美國的「水手2號」,也正是這個探測器打破了人類對金星的美好想像。「水手2號」並沒有落在金星上或是圍繞金星旋轉,它只是從金星旁邊經過。但是通過各種探測手段,還是可以確定很多信息。金星的確是有濃厚的大氣層,但是大氣層中充滿了溫室氣體二氧化碳,這導致了金星表面的平均溫度可以超過400攝氏度,能讓金屬鉛熔化。金星不是另一個天堂,而是一個火焰地獄。

水手2號

對金星的失望,促進了對火星探測的熱情。第一個成功傳回火星照片的是「水手4號」探測器,它在1965年從旁邊飛過。之後還有「水手6號」和「水手7號」成功接近火星。到了1971年,「水手9號」成功進入火星軌道,成為了第一顆火星的人造衛星。從此,人類對火星的探測就從來沒有中斷過,直到現在。

現在我們已經基本確定了,火星也是一顆毫無生機的星球。不過和金星不同,它的表面非常寒冷,常年在0度以下,最冷可以到零下100多度。在它兩極的白色冰蓋,是大氣中的二氧化碳凍成的乾冰。除此之外,整個火星都是紅色的巖石和戈壁,極度乾燥。雖然現在火星極度乾燥,但是科學家們普遍相信,早期的火星應該是溫暖溼潤的,地表上存在著大片的湖泊和海洋。在如此適宜的環境下,甚至誕生過生命。

火星

至於為什麼後來水會消失了,科學家們也有一套完整的解釋。其中的核心點是,火星上幾乎沒有磁場。這就可是相當於直接暴露在太陽風之下。火星上本來存在的水,就是在太陽風的襲擊下消失掉的。水分子受到太陽風中帶電粒子的撞擊,是有可能被分解成氧氣和氫氣的。沒有磁場保護的水,很快就會分解。

那氧氣呢?這個問題的答案,也是「火星為什麼是紅色的」這個問題的答案。

火星上的巖石呈現紅色,是因為巖石裡面含有豐富的鐵元素。這種鐵元素不是以金屬狀態存在的,而是和氧氣結合後的氧化物。你想想鐵鏽,是不是就是紅色的?所以,水分解後的氧氣並不是飄走了,而是和巖石中的鐵元素結合,變成了紅色的巖石。現在整個火星都是紅色的,可以想像當初應該消耗了不少氧氣。

火星

火星為什麼會沒有磁場?像我們地球能有磁場,是和我們地球內部的高溫有關。高溫下,地球內部其實是一個導電的等離子體,再加上地球的自轉,就可以產生出磁場。像月球,它沒有磁場,就是因為它的內核已經冷卻了,就是一塊大石頭,而且自轉的速度還很慢,當然就不能產生磁場了。

火星的道理也一樣,它現在幾乎沒有地質活動,所以我們很容易可以得出結論。它的核心已經冷卻了,就是實心球,所以才不會產生磁場。不過,在火星的表面還是可以看到很多死火山的,這就說明曾經火星上的地質活動還是很活躍的。

就比如火星上的奧林帕斯火山,它是整個太陽系裡最高的山,是珠穆朗瑪峰的兩倍多。你要知道火星的體積只有地球的15%,能產生如此大的火山,可見火星的地質活動曾經是相當活躍的。

火星上的奧林帕斯火山

所以,科學家們才會斷言,火星是有過海洋和湖泊的,而且持續了挺長時間,甚至可能已經演化出了生命。因為當時火星還有磁場的保護,有充分的條件誕生生命。不過,很可惜,火星畢竟太小了。體積越小,熱量越容易擴散,再加上頻繁的地質活動、火山噴發,讓火星內部的溫度降低的速度更快了。終於最後磁場消失了。再接下來,就是太陽風的直接襲擊。最後就是我們現在看到的火星的樣子了

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