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回顾:人类为何不登陆金星,反而去探索更远的火星?

2024-10-21科学

综述

太阳系在宇宙中并没有什么特殊的地方,不过在人类眼中,太阳系可就神奇多了。为了研究太阳系,人类可谓是不留余力,从上世纪50年代初期到如今,从苏联加加林到阿波罗11号的阿姆斯特朗,这让我们慢慢揭开了太阳系的神秘面纱。

太阳系是 由太阳和围绕着它旋转的天体组成的 ,其中包括 八大行星、五颗矮行星、数千颗小行星、彗星、陨石和星云等物体。 这些天体受到太阳引力的作用,沿着椭圆轨道绕太阳旋转。

太阳系的结构可以分为三个部分: 内太阳系、外太阳系和奥尔特云。

内太阳系包括 水星、金星、地球和火星 四个行星,它们都比较接近太阳;外太阳系包括 木星、土星、天王星和海王星 四个行星,它们距离太阳远一些; 奥尔特云是太阳系最外层的天体库, 包括大量的冰质和岩石质小天体和彗核,它们距离太阳最远。

以地球为中心来看, 距离地球最近的行星是金星,最远的行星是冥王星。 金星到地球的平均距离约为4150万公里,而冥王星到地球的平均距离则约为70亿公里。

目前,以人类现在的航天技术,飞往太阳系内的行星通常需要数月或数年的时间才能到达,而飞往更远的天体则需要更长时间。

例如,2018年发射的NASA 「InSight」号火星探测器,飞行了约6个月才到达火星 ;而 旅行到木星则需要大约7年的时间。 从目前的技术来看,要到达 距离地球最远的冥王星可能需要数十年的时间。

既然金星离地球最近,为何人类探讨的星际移民计划大多是在火星,而不是金星呢?接下来我们就了解一下,金星和火星有何不同。

金星

金星,一个外表看似美丽,实则内部异常极端的行星,其表面环境对于人类而言是无法生存的。它到底有多极端呢?我们从四个方向来给大家描述。

  • 气候环境

  • 金星是一个极端的行星, 其表面温度高达约470℃,是太阳系中最热的行星之一。 由于金星表面覆盖着厚厚的二氧化碳大气层,使得其中的温室效应异常强烈,导致表面温度极高。

    此外,金星大气层中的云层 主要由硫酸构成 ,使其表现出黄色和橙色的颜色。 金星的大气层厚度约为地球大气层的90倍 ,因此在表面上体验到的气压也非常高。

  • 气压

  • 金星大气层非常密集,因此其表面气压相当高,约为地球大气层的90倍。 金星表面大气压大约为92个标准大气压,而地球上的大气压仅为1个标准大气压。 在这样的高气压环境下,金星表面的风速也非常小,一般不超过每小时3公里。

  • 地形构成

  • 我们刚刚说了,金星表面温度极高, 平均温度约为摄氏470℃(华氏863℉) ,比水银温度计的测量范围还要高出很多。

    这跟金星的地形结构也有很大关系,金星的地形构成主要 由平原、山脉和火山组成。 金星表面整体上呈现出均匀的平原,但 其部分区域却显示出大量的火山活动和撞击坑。

    金星最高峰是 「麦加山」(Maxwell Montes),高度约为3350千米, 是金星表面最显著的地形特征之一。此外,金星上还有很多火山口和熔岩流,其中一些活动迹象可能仍在持续发展。

    虽然金星如此不适宜人类居住,但人类也从未放弃过对金星的探索。

    金星的探索历史

    人类对金星的探索历史可以追溯到20世纪初期,那时候科学家们开始观察金星并试图了解它的性质和特征。在接下来的几十年中,人类通过各种方式对金星进行了探测,包括使用探测器和发射载人任务。

    探索初期,科学家想知道这颗行星是否具有生命存在的可能性,以及是否存在适合人类居住的环境。此外,他们也非常关注 金星的大气层和热力学特性 ,因为它们可以帮助我们更好地了解地球上的气候。

    随着时间的推移,探测任务变得越来越先进,并且收集到的数据也越来越详细。 1961 年,苏联太空探索员 Yuri Gagarin 成功将人类送上了太空,标志着人类首次进入了太空时代。

    随后不久,苏联公开了一份针对金星的探测计划,并于同年派出了 "金星1号" 探测器 ,在成功抵达金星后,该探测器传回了许多珍贵的数据。

    此后,世界各国纷纷开始了针对金星的探测和研究工作。 1975 年至 1985 年,美国进行了名为 "金星快车" 的深度探索计划。 在这一过程中,美国成功地发射了两枚探测器,它们分别被称为 "金星1号" 和 "金星2号"。这两个探测器提供了更广泛和详细的数据,包括 金星表面的地形图和热力学特征

    然而,探索的结果正如我们上文所说,人类无法在金星上生存,但是即便如此,人类依旧花钱在研究金星,因为了解金星,除了能更好的了解这个行星,更能帮我们更好地了解太阳系的演化历史和地球上独特的气候。

    不过,既然金星不适合生存,人类便把目光转移到了火星上,这里就不得不提到一个神人马斯克了。

    马斯克的火星计划

    马斯克(Elon Musk)是一位著名的企业家和工程师,他有一句至理名言,那就是要死在火星上, 马斯克的目标是在未来几十年内让人们能够往返于地球和火星之间,并在火星上建立一个具有自给自足能力的社区。

    他创办了一系列的公司,包括 特斯拉,脑机接口计划,以及SpaceX。 这个SpaceX便是他上火星的第一步。

    SpaceX 公司是一家专门从事航天飞行的私营企业。马斯克在多次公开演讲中提到了他的火星愿景,并且表示这项计划是他成立 SpaceX 的主要原因之一。

    火星计划分为三个阶段: 地球轨道测试、探测任务和殖民地建设。 在第一阶段,SpaceX 将尝试在地球轨道上测试其拟议中的火箭和航天器技术。第二阶段则涉及到向火星发送探测器,以收集更多的数据和了解火星环境。最终阶段则是在火星上建立一个具有自给自足能力的社区,并使火星成为人类的第二个家园。

    马斯克认为, 火星是人类可以在太阳系中进行探索和扩张的最佳选择之一。 相比较其他行星和卫星,火星离地球比较近,并且它的 大气层、水分和温度条件能够支持生命存在

    另外,马斯克也认为,将人类送到火星并建立一个永久殖民地能够使我们在更广阔的宇宙中得到更多的发展机会,并保护人类免受潜在的地球灾难。

    然而,马斯克的火星计划面临着许多技术和经济上的挑战。例如,发送人类前往火星需要解决空气、食物和水等基本需求的问题,以及如何在火星环境下建造一个可持续的社区。此外,这项计划所需的成本也相当昂贵。

    那马斯克为何这么执迷于移民火星呢?或者说,为何一定是火星,其他行星不行吗?

    火星

    人类对火星的探测可以说是非常频繁了。自1960年代起,人类就开始对火星进行探测,先后派出了多次无人探测器和漫游车,以获取关于火星的各种信息。

    到2021年,全世界已经发射了大约50次探测任务去探索火星, 其中包括Orbiter、Lander、Rover等不同类型的探测器。而且,未来几年还有更多的探测任务计划中,例如NASA的Mars 2020 Perseverance任务,以及中国、欧洲等国家和组织的探测计划。

    人类对火星的探测频繁,不仅是因为火星距离地球比较近,更重要的是 它和地球很相似 ,拥有 与地球类似的大气层、岩石表面和冰川 。同时,火星也被认为是太阳系中最容易进行人类探索和移民的行星之一。

    相比之下,金星虽然也离地球较近,但 其表面温度极高,达到了摄氏四百多度,再加上大气层中的硫酸雾霾和强烈的电风暴等极端环境, 使得金星不具备进行人类探测和移民的可能性。

    而且火星上的水资源是人类向该行星探索和移民的关键因素之一。虽然火星表面目前看起来干旱无比,但科学家们通过探测器和火星轨道飞行器等手段 发现了大量的水资源存在于火星表面以下或者冰川中。

    这是因为地球上的水循环机制和火星上的类似,火星 有着类似于地球上的降雨、蒸发和降雪等过程 ,并且火星北极和南极都有冰帽覆盖。

    科学家相信,火星表面的许多山谷和峡谷中深藏着不少的水冰,而 冰层下的地下岩石也可能存储着液态水或冰水混合物 ,这些都是未来人类在火星上生存和开发的重要水资源。

    在火星的南极和北极,科学家们已经探测到了冰川和冰盖,其中 包括了二氧化碳冰和水冰,冰川下的土壤中还含有大量的盐分 ,这为将来人类在火星上建立基地提供了可能的来源。

    再加上近年来,科学家们还 利用火星勘测轨道飞行器和火星车等设备发现了一些神秘的深坑,这些深坑可能是由于地下水资源富集而形成的。 通过对这些区域进行探测和研究,未来人类有可能探明火星下面更多的水资源。

    以上种种,对于星际移民这件事来说,人类对火星感兴趣的程度确实要比金星高出不少。

    不过虽然火星有很多适合人类居住的特点,但是也存在着很多挑战。

    例如, 火星的大气层较薄,无法阻挡太阳辐射,同时火星表面温度极低, 需要解决保暖和能源供应等问题。

    因此,要实现人类在火星上的长期探索和移民,这仍是一件漫长复杂且极其困难的事情。