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为什么人类要探测火星?人类有可能登上火星吗?会面临哪些挑战?

时间:2023-04-07 15:25:36 来源:泡泡网

近一个世纪以来,人类一直都在不断的探索宇宙,在太阳系8大行星中,火星就是代表之一,各国对于火星的探索可谓是如火如荼的进展着。

2020年7月-8月,人类迎来超级火星探测月,这次不仅有我国首次火星探测任务“天问一号”,还有阿联酋的“希望号”和美国的“毅力号,开启了火星探测之旅。

为什么人类对火星探测如此热衷,火星究竟有什么特别之处呢?

火星的探测历程。

人类对于火星的探测起步于20世纪60年代,到今年6月底,共进行了44次探火活动,美国21次,苏俄19次,日本1次,欧洲2次,印度1次,其中完全成功的探测任务只有19次,成功率仅仅为43%,因此探测火星十分不易。

1962年11月,苏联发射了“火星1号”探测器,但在飞离地球1亿公里时与地面失去联系,这被看作人类探测火星的开端。

1965年,美国发射的水手4号探测器 ,它传回了第一张火星表面的照片,距离火星最近距离为9846公里。

1969年,美国的水手6号和水手7号探测器,环绕火星的赤道和南极地区运行,拍下了多张照片,并对火星上的大气及其表面进行了分析。1971年,美国发射了水手9号探测器 ,成为了火星的第一颗人造卫星。

1976年,美国的海盗1号探测器顺利着落火星,并传回了彩色照片。

1996年,美国发射火星探路者号探测器,携带的着落器于1997年7月释放在火星表面。

2001年,美国奥德赛号探测器发射,它的主要任务是寻找水和火山运动的迹象。

2003年,美国的勇气号和机遇号火星车先后被送往火星,对火星这颗红色行星进行实地考察。

2005年,美国发射了火星勘测轨道飞行器 ,主要目的是寻找火星上是否有水存在的证据,并且收集火星大气与地理的特征。

2008年,美国发射的凤凰号探测器着陆火星北极,但5个月后,美国航天局宣布与其失去联系。

2012年,美国好奇号火星探测车安全着落在火星上,这是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素,现在依然还在工作。

2013年,印度的曼加里安火星探测器成功发射升空,于2014年9月24日上午10点30分左右成功进入火星轨道。

2014年,美国的火星大气与挥发演化探测器经过10个月的漫长航行,成功进入绕火星运行的轨道。

截至目前,依然在工作的火星探测轨道器有6个、着陆巡视器2个。

其实从距离上来讲,金星才是距离地球最近的行星,但是为什么人类要舍近求远的对火星进行探测呢?

事实上,人类经过探索发现,金星上的环境非常恶劣。首先金星是一颗几乎没有磁场的星球,而磁场的存在和大气层的存在息息相关,但金星却是一个特例。

它没有磁场但却有厚厚的大气层,金星上的气压是地球的92倍;其次金星的空气中几乎全是二氧化碳,温室效应非常严重,并且还布满了具有腐蚀性的稀硫酸雨。

最后金星的地表温度常年保持在460摄氏度左右。在如此恶劣的环境下,探测器都很难在金星地表实现着陆,更不用说去展开地面探测活动了。

为什么要探测火星?

作为太阳系中从内到外的第四颗行星,火星被称为“袖珍地球”,和地球存在着很多相似之处,因此成为了目前除地球之外人类研究程度最高的行星,人类探测器对火星进行探测的历史也几乎贯穿整个人类整个航天史。

火星和地球一样都是一颗类地行星,从结构上说,就是最里面有一个主要是铁的金属核心,中间一层是地幔,外面一层很薄的是地壳。

火星比地球要小一点,火星的半径为地球的53%,大约是地球的一半,体积为地球的15%,质量只有地球的11%,表面重力为地球的38%;

在火星上还有稀薄的大气,其中95%是二氧化碳,还有3%的氮,大气密度仅仅为地球大气的1%;火星自转一周需要24.63小时,而绕太阳公转一周的周期为687天,少于2个地球年。

由于运行轨道的变化,火星与地球的距离在5570万公里~12000万公里之间;火星的自转轴与公转轨道面倾角大约为65°,和地球相近,所以在火星上也有春夏秋冬四季的气候变化……

另外,火星有两个天然卫星。

总之,火星在各方面与地球更为接近,因此火星成为地球上人类探索最多的星球。

虽然火星与地球的相似之处特别多,但火星上的环境要比地球恶劣很多。

火星地表沙丘、砾石遍布,外表呈现橘红色。沙尘悬浮在大气层中,每年常有尘暴发生,其强烈程度令人意想不到。

探测火星的意义。

第一,大量迹象表明,火星以前很有可能和现在的地球一样,只不过经过几十亿年的演化今天这个样子。

于是有科学家就认为,火星在一定程度上可以说是地球的“未来”,因此探索火星的地质与气候变化的原因,对研究地球自然演变方向和保护地球地质气候条件具有重大意义。

第二,经过多年对火星的探索研究,在火星上发现了有水存在的证据,而且间接的推测出了火星可能存在一定有机物分子,这为探究火星上有无生命以及生命存在的形式类型提供了基础依据。

第三,火星上没有类似地球的全球偶极磁场,所以太阳风高能粒子可以直达火星表面,而对火星进行探测,有助于人类进一步研究行星磁场演变,以及磁场对行星的演化过程的影响。

火星探索虽然前景光明,但也面临着很多的挑战。首先是技术上的困难。由于火星距离地球较远,在传输数据、能量等方面存在困难。此外,火星的环境恶劣,温度低、氧气稀薄,暴风雨等极端环境都对登陆火星带来了巨大的挑战。

其次是生命支持系统。在如此恶劣的环境下,必须有足够的氧气、食物和水来支持人类在火星上的生存。目前,尚未有一个完善的生命支持系统被开发出来,这也是人类登陆火星所面临的主要挑战。

最后是心理方面的问题。由于在火星上待的时间比较长,孤独、紧张、无聊等问题也会影响探测队员的心理健康。因此,在火星的探测任务中,必须考虑到探测队员的心理健康问题。

综上所述,人类登陆火星是一个相当艰巨的任务,在技术、生命支持和心理健康等方面都存在巨大的挑战。然而,这些挑战也是我们必须克服的,并且也在克服的过程中不断推动着科技的创新和发展,为人类的未来谱写新的篇章。

虽然人类登陆火星所面临的挑战不容忽视,但这也并不妨碍我们对未来的展望和憧憬。

首先,登陆火星可以拓展人类的领域。作为地球以外的一颗星球,火星的探索可以带给我们更多未知的领域和可能性。在火星上,人类可以尝试研究和利用水资源,开采能源资源,研究人类能否在火星上定居,这些都有助于推动人类社会的发展。

其次,火星探索可以推动科技的跨越发展。在完成登陆火星这样的艰巨任务的同时,也将刺激人类在航天技术、材料学、能源技术等方面的跨越式进步,开发更高效、更安全、更环保的技术和设备。

最后,火星探索也可以推动环保绿色技术的发展。在火星探索中,我们不得不面对环保问题和生态问题,我们需要考虑如何保护火星的环境和资源,这也为我们研究环保绿色技术提供了新的方向和思路。

总之,人类登陆火星的前景是十分广阔和光明的。我们可以借助此次任务,拓展人类的领域,推动科技的发展,同时探寻环保绿色技术,让我们更好地面对地球上的环境和资源问题。身为人类,我们应该始终保持探索和创新的精神,勇敢地迈向未知的领域。

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