央廣網北京7月20日消息 今天是人類月球日,人類從第一次登上月球,到遙望更加遙遠的火星,人類對太陽系星辰大海的探索從未停止。探索月球、開發月球、在月球上建立“中轉站”,也是人類“探火之旅”的前瞻。
從1877年開始,一些天文學家用望遠鏡觀察火星,發現火星表面有許多直線,認為這些都是火星上的“人工運河”,是火星文明的證明。直到1960年,人類開始探測火星,尋找火星上的生命痕迹,至今,人類仍在嘗試解開關于火星的更多秘密。
火星在類地行星中與地球最像,它是否曾經孕育過生命?為什麼現在的火星一滴水都沒有了呢?與載人登月相比,載人登火星會有什麼困難?人類有可能在火星上安家嗎?
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本期有請中國科學院院士歐陽自遠和科幻博主姬少亭,一起探索火星的奧秘。
地球的衛星是月亮,火星的衛星是?
我們地球有一個衛星——月球,它的直徑是2480公裡,而火星有兩個小衛星,相比于月球,火星的衛星則小得多:火衛一的直徑大約有54公裡,火衛二的直徑隻有30公裡。
早期的地球并沒有衛星,月球的出現是因為外來的一個巨大的天體撞擊地球,地球被撞擊的一側支離破碎,再加上地球的引力作用,那些碎塊在地球的“勢力範圍”内逐漸彙集,便形成了我們的月亮。
歐陽自遠解釋:“我們做了親子鑒定,月亮是地球的親女兒。月球陪伴着地球約有四十五萬萬年,一直護衛着自己的母親,它願意以微弱的身軀抵禦小天體的撞擊,留在月球表面數以百萬計的月坑,就是它‘盡孝’的證明。”
那麼火星的兩個衛星怎麼來的呢?“它們是在太陽系裡面剛好運行到火星附近,火星就把它抓起來,當成自己的養子了。”歐陽自遠介紹。
登上火星的困難:兩年零兩個月的孤單
相比于載人登月,載人登火星的困難主要在兩個方面,一是距離問題,二是周期問題。
地球距離月球38萬公裡,探月耗時5天多,而地球距離火星最近的時候也有4000多萬公裡,至少要飛7個月。
在登火星周期方面,為了縮短登火星的距離,必須選擇火星與地球之間有一個銳角夾角,探測器沿一條特殊軌道運行,飛行七個月之後,與火星相遇,被火星捕獲。從地球發射探測器去火星,每26個月有一次機會,也就是說,假如錯過了這次去火星的機會,就必須再等26個月才能有下一趟登火星旅途。
綜上兩個登火星的困難,歐陽自遠引申出一系列的困難,比如物資運輸問題、供氧供水問題以及人的心理問題。“你會比較孤單,要兩年零兩個月才有一次機會迎來新的人到來。”
不過,科學家有的是辦法。“我們現在正在想一個辦法,循環産生氧氣和水,這已經有比較好的技術方案,以後建設月球基地就可以長期的供應,”歐陽自遠表示,“也可以從月球出發,因為月球的引力隻有地球的1/6,也就是發射火箭所用的能量也隻需要從地球出發耗能的1/6,這既省勁又方便。”
火星是否曾經孕育過生命?
100多年前的天文學家曾用望遠鏡觀察火星,發現火星上有疑似灌溉用的運河;早年間,火星探測中拍攝到的照片中也顯示有金字塔形狀的影子,這使得人類展開了一系列對火星文明的幻想。因此,從1960年起,人類開始集中力量探測一個問題:火星到底有沒有生命?
火星表面疑似金字塔形狀的影子
“在中國探索火星之前,人類一共發射了56個探測器,其中成功隻有40次,大概成功率達71%。”
歐陽自遠認為,這些都是對火星文明的誤讀,科學發現要講究證據。曾有一些科學家研究發現火星上可能有過100米左右的水體覆蓋過,下一步,需要尋找沉積岩中的古代化石來加以佐證。“我手頭就有很多火星掉下來的石頭。”歐陽自遠通過觀察許多火星的隕石截面,可以看到有如細菌、病毒形狀的輪廓,由于沒有檢測到這些初級生命的遺傳物質,所以這并不能證明火星曾孕育過生命。
直到2011年,一顆來自火星的隕石降落到摩洛哥的沙漠,我國科學家将這塊隕石買回國做研究。經研究發現,這塊火星隕石内有星星點點的純碳顆粒,通過對這些純碳顆粒的碳同位素分析,證明了這些純碳來源于生命。這些來源于生命的純碳确鑿地證明了火星曾經有過生命,這是一個重大的發現,它為我國科學家帶來極大的鼓舞。
提森特(Tissint)火星隕石于2011年7月18日降落在摩洛哥的沙漠中
碳細脈中的有機成因碳
火星表面有水嗎?
今年5月,我國天問一号任務火星車“祝融号”探測火星時發現了含水礦物,說明着陸區可能含有大量以含結構水礦物形式存在的可利用水。歐陽自遠表示:“一般來說,含水礦物的水分子的含量是極少的,沒有任何實際的意義。比如石膏也是含水礦物,但是誰會用石膏熬水呢?這種水沒有什麼利用價值。”
但是,這意味着火星表面可能曾經存在過完整的水體,和地球一樣,有河流、湖泊、海洋,而現在隻在火星南北極發現了一些幹冰和水冰,火星的水都去哪了呢?
歐陽自遠解釋:“首先,火星比地球離太陽更遠,這導緻它的年平均溫度維持在零下十幾度,大部分時間很寒冷,所以火星南北極有一些冰,沒有活動的流水。後來,有研究團隊探測到火星可能存在地下水,可以說,火星的水都鑽到地下去了。另外,火星的引力比地球小,可能導緻火星的水發生‘逃逸’迹象。”
火星全球勘探者拍攝到地下水溢出形成的沖積扇
人類有可能移民火星嗎?
歐陽自遠坦言,我們地球存在許多潛在的威脅。在6500萬年前,一個10公裡大小的天體撞上地球,在墨西哥半島上“挖”了一個180公裡巨大的撞擊坑,小天體撞擊時高速通過大氣層引起全球大火以及巨大海嘯。天體撞擊地球的塵埃飛濺到整個平流層,因為遮住了太陽,當時全球平均溫度下降了16度,地球表面變得異常寒冷,植物停止了光合作用,大批死亡,恐龍的食物鍊中斷,因此引起了地球上以恐龍為代表近100萬個物種的滅絕。
“所以我們要研究怎麼才能夠改造火星,讓它變成第二個地球,成為人類的第二個栖息地。我們還需要解決人類在火星的供水和供氧的問題。”
有科學家建議,在火星上多排放二氧化碳,讓火星産生溫室效應,融化南北極的冰,讓火星的水流動起來。在供氧方面,一旦火星有了流動的水,便可以在火星引種地球一些低等植物,火星的大氣壓會随着低等植物的繁衍越來越高,随之氧氣的含量也會越來越高。
改造好火星後,人類便可以在火星表面生存。這需要百年左右,人類便能在火星發展起一個自給自足的社會。歐陽自遠對改造火星持樂觀态度,他認為改造火星是人類的希望,“我們不僅要愛護地球,也要再去開辟一個新的人類栖息地,這也是現在科學家們主流的想法。”
向星辰大海挺進!
與太陽相距最近的恒星名比鄰星,所謂“天涯若比鄰”,但以人類現今的技術,飛到比鄰星需要3萬年以上,換言之,現在的人類飛不出太陽系。
“一定要把太陽系的問題徹底搞清楚”,歐陽自遠說。由于人類至今尚且沒有能力進行“星際穿越”,隻能開展行星際穿越探測。所以歐陽自遠認為人類未來的主要方向和任務是向太陽系的星辰大海挺進,排除、規避地球面臨的一些威脅、危害,讓地球永遠幸福安康地生存發展下去。
“人類也許要通過幾個世紀的努力,将火星這個貧瘠的行星改造成為一個擁有蔚藍色的天空、綠色平原、藍色湖泊和生态環境友好的一個新世界。這樣地球和火星共同成為人類社會持續發展的姐妹共同體。”這是歐陽自遠的夢想,也是科學家們的夢想。
從紅色火星到綠色火星再到藍色火星,這是一個火星循序漸進的改造過程。科幻博主姬少亭認為,對于火星探測、改造,我們無須急于求成,改造火星是個漫長且溫和的過程。
在另辟人類栖息地之餘,還需要保護好當下的栖息地,但也不要過于杞人憂天,太陽壽命尚且還有50億年,消耗完地球資源也要很長一段時間,歐陽自遠表示:“那個時候,未來的人類一定有辦法。”
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監制:高岩
策劃:郭靜
編審:富赜
主持人:鶴佳
編輯:張棉棉、潘雨薇
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