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回顧:人類為何不登陸金星,反而去探索更遠的火星?

2024-10-21科學

綜述

太陽系在宇宙中並沒有什麽特殊的地方,不過在人類眼中,太陽系可就神奇多了。為了研究太陽系,人類可謂是不留余力,從上世紀50年代初期到如今,從蘇聯加加林到阿波羅11號的阿姆斯壯,這讓我們慢慢揭開了太陽系的神秘面紗。

太陽系是 由太陽和圍繞著它旋轉的天體組成的 ,其中包括 八大行星、五顆矮行星、數千顆小行星、彗星、隕石和星雲等物體。 這些天體受到太陽重力的作用,沿著橢圓軌域繞太陽旋轉。

太陽系的結構可以分為三個部份: 內太陽系、外太陽系和奧爾特雲。

內太陽系包括 水星、金星、地球和火星 四個行星,它們都比較接近太陽;外太陽系包括 木星、土星、天王星和海王星 四個行星,它們距離太陽遠一些; 奧爾特雲是太陽系最外層的天體庫, 包括大量的冰質和巖石質小天體和彗核,它們距離太陽最遠。

以地球為中心來看, 距離地球最近的行星是金星,最遠的行星是冥王星。 金星到地球的平均距離約為4150萬公裏,而冥王星到地球的平均距離則約為70億公裏。

目前,以人類現在的航天技術,飛往太陽系內的行星通常需要數月或數年的時間才能到達,而飛往更遠的天體則需要更長時間。

例如,2018年發射的NASA 「InSight」號火星探測車,飛行了約6個月才到達火星 ;而 旅行到木星則需要大約7年的時間。 從目前的技術來看,要到達 距離地球最遠的冥王星可能需要數十年的時間。

既然金星離地球最近,為何人類探討的星際移民計劃大多是在火星,而不是金星呢?接下來我們就了解一下,金星和火星有何不同。

金星

金星,一個外表看似美麗,實則內部異常極端的行星,其表面環境對於人類而言是無法生存的。它到底有多極端呢?我們從四個方向來給大家描述。

  • 氣候環境

  • 金星是一個極端的行星, 其表面溫度高達約470℃,是太陽系中最熱的行星之一。 由於金星表面覆蓋著厚厚的二氧化碳大氣層,使得其中的溫室效應異常強烈,導致表面溫度極高。

    此外,金星大氣層中的雲層 主要由硫酸構成 ,使其表現出黃色和橙色的顏色。 金星的大氣層厚度約為地球大氣層的90倍 ,因此在表面上體驗到的氣壓也非常高。

  • 氣壓

  • 金星大氣層非常密集,因此其表面氣壓相當高,約為地球大氣層的90倍。 金星表面大氣壓大約為92個標準大氣壓,而地球上的大氣壓僅為1個標準大氣壓。 在這樣的高氣壓環境下,金星表面的風速也非常小,一般不超過每小時3公裏。

  • 地形構成

  • 我們剛剛說了,金星表面溫度極高, 平均溫度約為攝氏470℃(華氏863℉) ,比水銀溫度計的測量範圍還要高出很多。

    這跟金星的地形結構也有很大關系,金星的地形構成主要 由平原、山脈和火山組成。 金星表面整體上呈現出均勻的平原,但 其部份區域卻顯示出大量的火山活動和撞擊坑。

    金星最高峰是 「麥加山」(Maxwell Montes),高度約為3350千米, 是金星表面最顯著的地形特征之一。此外,金星上還有很多火山口和熔巖流,其中一些活動跡象可能仍在持續發展。

    雖然金星如此不適宜人類居住,但人類也從未放棄過對金星的探索。

    金星的探索歷史

    人類對金星的探索歷史可以追溯到20世紀初期,那時候科學家們開始觀察金星並試圖了解它的性質和特征。在接下來的幾十年中,人類透過各種方式對金星進行了探測,包括使用探測器和發射載人任務。

    探索初期,科學家想知道這顆行星是否具有生命存在的可能性,以及是否存在適合人類居住的環境。此外,他們也非常關註 金星的大氣層和熱力學特性 ,因為它們可以幫助我們更好地了解地球上的氣候。

    隨著時間的推移,探測任務變得越來越先進,並且收集到的數據也越來越詳細。 1961 年,蘇聯太空探索員 Yuri Gagarin 成功將人類送上了太空,標誌著人類首次進入了太空時代。

    隨後不久,蘇聯公開了一份針對金星的探測計劃,並於同年派出了 "金星1號" 探測器 ,在成功抵達金星後,該探測器傳回了許多珍貴的數據。

    此後,世界各國紛紛開始了針對金星的探測和研究工作。 1975 年至 1985 年,美國進行了名為 "金星快車" 的深度探索計劃。 在這一過程中,美國成功地發射了兩枚探測器,它們分別被稱為 "金星1號" 和 "金星2號"。這兩個探測器提供了更廣泛和詳細的數據,包括 金星表面的地形圖和熱力學特征

    然而,探索的結果正如我們上文所說,人類無法在金星上生存,但是即便如此,人類依舊花錢在研究金星,因為了解金星,除了能更好的了解這個行星,更能幫我們更好地了解太陽系的演化歷史和地球上獨特的氣候。

    不過,既然金星不適合生存,人類便把目光轉移到了火星上,這裏就不得不提到一個神人馬斯克了。

    馬斯克的火星計劃

    馬斯克(Elon Musk)是一位著名的企業家和工程師,他有一句至理名言,那就是要死在火星上, 馬斯克的目標是在未來幾十年內讓人們能夠往返於地球和火星之間,並在火星上建立一個具有自給自足能力的社群。

    他創辦了一系列的公司,包括 特斯拉,腦機介面計劃,以及SpaceX。 這個SpaceX便是他上火星的第一步。

    SpaceX 公司是一家專門從事航天飛行的私營企業。馬斯克在多次公開演講中提到了他的火星願景,並且表示這項計劃是他成立 SpaceX 的主要原因之一。

    火星計劃分為三個階段: 地球軌域測試、探測任務和殖民地建設。 在第一階段,SpaceX 將嘗試在地球軌域上測試其擬議中的火箭和航天器技術。第二階段則涉及到向火星發送探測器,以收集更多的數據和了解火星環境。最終階段則是在火星上建立一個具有自給自足能力的社群,並使火星成為人類的第二個家園。

    馬斯克認為, 火星是人類可以在太陽系中進行探索和擴張的最佳選擇之一。 相比較其他行星和衛星,火星離地球比較近,並且它的 大氣層、水分和溫度條件能夠支持生命存在

    另外,馬斯克也認為,將人類送到火星並建立一個永久殖民地能夠使我們在更廣闊的宇宙中得到更多的發展機會,並保護人類免受潛在的地球災難。

    然而,馬斯克的火星計劃面臨著許多技術和經濟上的挑戰。例如,發送人類前往火星需要解決空氣、食物和水等基本需求的問題,以及如何在火星環境下建造一個永續的社群。此外,這項計劃所需的成本也相當昂貴。

    那馬斯克為何這麽執迷於移民火星呢?或者說,為何一定是火星,其他行星不行嗎?

    火星

    人類對火星的探測可以說是非常頻繁了。自1960年代起,人類就開始對火星進行探測,先後派出了多次無人探測器和漫遊車,以獲取關於火星的各種資訊。

    到2021年,全世界已經發射了大約50次探測任務去探索火星, 其中包括Orbiter、Lander、Rover等不同型別的探測器。而且,未來幾年還有更多的探測任務計劃中,例如NASA的Mars 2020 Perseverance任務,以及中國、歐洲等國家和組織的探測計劃。

    人類對火星的探測頻繁,不僅是因為火星距離地球比較近,更重要的是 它和地球很相似 ,擁有 與地球類似的大氣層、巖石表面和冰川 。同時,火星也被認為是太陽系中最容易進行人類探索和移民的行星之一。

    相比之下,金星雖然也離地球較近,但 其表面溫度極高,達到了攝氏四百多度,再加上大氣層中的硫酸霧霾和強烈的電風暴等極端環境, 使得金星不具備進行人類探測和移民的可能性。

    而且火星上的水資源是人類向該行星探索和移民的關鍵因素之一。雖然火星表面目前看起來幹旱無比,但科學家們透過探測器和火星軌域飛行器等手段 發現了大量的水資源存在於火星表面以下或者冰川中。

    這是因為地球上的水迴圈機制和火星上的類似,火星 有著類似於地球上的降雨、蒸發和降雪等過程 ,並且火星北極和南極都有冰帽覆蓋。

    科學家相信,火星表面的許多山谷和峽谷中深藏著不少的水冰,而 冰層下的地下巖石也可能儲存著液態水或冰水混合物 ,這些都是未來人類在火星上生存和開發的重要水資源。

    在火星的南極和北極,科學家們已經探測到了冰川和冰蓋,其中 包括了二氧化碳冰和水冰,冰川下的土壤中還含有大量的鹽分 ,這為將來人類在火星上建立基地提供了可能的來源。

    再加上近年來,科學家們還 利用火星勘測軌域飛行器和火星車等裝置發現了一些神秘的深坑,這些深坑可能是由於地下水資源富集而形成的。 透過對這些區域進行探測和研究,未來人類有可能探明火星下面更多的水資源。

    以上種種,對於星際移民這件事來說,人類對火星感興趣的程度確實要比金星高出不少。

    不過雖然火星有很多適合人類居住的特點,但是也存在著很多挑戰。

    例如, 火星的大氣層較薄,無法阻擋太陽放射線,同時火星表面溫度極低, 需要解決保暖和能源供應等問題。

    因此,要實作人類在火星上的長期探索和移民,這仍是一件漫長復雜且極其困難的事情。