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小編的世界 優質文選 地球

是不敢,還是帶不了?人類為啥至今沒有把火星土壤帶回地球?


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2021年11月13日 -
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答案在這兒00:42輕知計劃簽約作者,未來車科技成都有限公司,優質科學領域創作者

火星,作為太陽系裏距太陽第四近的行星,表面是由赤鐵礦覆蓋所形成的赤橘色,因此被稱為“紅色星球”。自古以來,人類對於火星的重視程度都很高,在歐洲古羅馬神話中,火星被視為勇猛的“戰神”。而在中國古代,火星因其發出的紅色光芒被視為“災星”。

事實上,火星發出的紅色光芒與災禍並無聯系,這是因為火星表層的紅色氧化鐵在風化作用下形成砂礫,這些沙礫在風的驅動下又席卷為“紅色沙塵暴”,充盈的氧化鐵在太陽光的直射下,就會發出紅色的光芒。

在人類科技高度發達的現代,人類對於火星的了解愈發深入。自上世紀60年代蘇聯第一次向火星發射探測器火星1A號起,人類向火星發射的各個探測著陸器和軌道飛行器總共不下四十多次,但從未真正把火星土壤帶回過地球。

按理說,火星土壤的樣本對於我們研究火星有著非常重要的價值和意義,為什麼至今沒有進行把火星土壤帶回地球的嘗試?同樣作為人類探索天體的另一個熱門目的地月球,人們就從上面帶回來了不少的岩石土壤;那麼對於火星的土壤,科學家究竟是不敢帶,還是帶不了?

火星-生命的希望

我們先來看一個問題:人類如此執著於探測火星,火星究竟有什麼特別之處?

從探測的可行性來講,人類在研究月球之後的下一個目的地其實是離地球更近的金星。但是根據探測數據顯示,金星的星球環境十分惡劣,充斥著達四百多度的高溫和高壓,甚至還伴隨著對金屬探測器十分致命的酸雨,堪稱煉獄之星,因此並不具備合適的探測條件。

於是人類轉而將希望投向另一顆紅色星球-火星,火星與地球的距離較近,大氣以二氧化碳為主,地形複雜,北低南高,遍布坑谷沙丘,甚至存在數量高達幾千條的幹涸河床,而河床上的鵝卵石也留存有被水流沖刷的痕跡,地表下也存在大量的水冰,甚至出現過類似地下水湧出的現象。

大量的證據表明,在幾十億年前,火星與地球氣候十分相似,甚至短暫地出現過湖泊與海洋,但未知的原因導致了它們的消失,這給了我們保護地球氣候的重要啟發。

據推測,火星的兩極也全都被冰體覆蓋,為其水源的創造形成了可能性。科學研究證明,如果南極冰冠全部融化,其水資源可覆蓋至整個星球;而火山噴發也有可能使火星地表下的冰水釋放出來,填滿火星表面的溝壑河床。

水是生命之源,為外星生命的孕育和人類文明的延續都帶來了可能性,而火星不僅有水的存在,其星球環境也與地球最為相似。不僅如此,火星與地球環境的差異也為新技術提供了研究實驗的環境。因此,火星探測的價值十分顯著,並且有希望成為人類移民的最佳目的地。

人類探測火星之路

火星具有讓生命誕生和延續的希望,因此人類從未停下探索火星的腳步。

在人類向月球發射的數十艘探測登陸器以及軌道衛星裏,有三分之二的任務都不幸失敗,但人類對火星的探測並沒有因為不斷的失敗而止步,在上個世紀七十年代美國發射的水手9號環火星探測器,終於取得了圓滿的成功,並在一年的工作期內向地球發回了七千多張覆蓋火星表面百分之八十的照片,還對火星的兩顆衛星進行了探測,由此,人們正式打開了對於火星的研究和探索。

人類最初探測火星時,只有一片死寂的荒漠粉碎了人類對於火星文明的美好幻想。但隨著後來探測水平的不斷發展,在火星發現的流水遺跡和地下水又給科學家們帶來了新的希望和興趣。

直到09年NASA利用高分辨率電子顯微鏡,對南極洲發現的火星隕石進行觀測分析證明,該隕石有25%由細菌組成,這無疑是火星曾有生命存在的鐵證,由此火星又一次引發了全世界的關注,有關火星生命的探討話題也引發熱議。

2010年,俄羅斯展開了世界首個模擬火星之旅實驗,用以將來人類真正登陸火星積累經驗。2021年,中國“天問一號”探測器與“祝融號”火星車也順利完成了火星探測任務。NASA也擬定了載人登陸火星計劃,在未來或許能夠讓宇航員登陸火星進行長達16個月的工作和生活。

而人類探測火星,其主要目的在於對火星進行地質特征的探測,以研究了解和還原火星的演化過程,其中包括對火山噴發、磁場、岩石等多個地質元素的分析。因此,作為火星地質一部分的火星土壤樣本研究就具有十分重要的意義。

火星土壤?沒那麼簡單

那麼,人類在探測火星上似乎已經積累了足夠多的經驗,那為什麼從來不把火星土壤帶回地球呢?其實現階段最主要的原因,就是人類科技還遠遠達不到火星取樣並返回地球的程度;將火星土壤帶回地球這件事,可沒我們想象的這麼簡單。

火星相比月球,其“征服難度”要大得多。從軌道運行來說,火星運行到地球最短的距離都需要26個月,且從地球到火星的距離按照目前人類飛行器的速度來講至少也需要半年。遙遠漫長的路途對於飛行器的發射燃料和信號傳輸都是一個考驗。

且作為氣候環境與地球極為接近的星球,它同樣有大氣層和引力,這使得火星上的探測器如果要往返地球,就需要比平時多突破一次大氣層阻力和引力的阻礙,也就是說,如果探測器要離開火星回到地球,則需要配備推力火箭。但我們現如今科技樹還沒有點到能做出火星推力火箭的程度,因此去往火星的探測器和火星車都只有“單程票”,有去無回,更別提將火星土壤的樣本帶回地球了。