火星与地球都处于太阳系的宜居地带,两者之间存在很多相似之处,比如说地球和火星都是类地行星,在组成成分方面是比较接近的,而且火星与地球的自转周期也非常接近,自转周期都是24小时左右,也就是说,如果我们人类抵达火星表面生活,应该感受不到两颗星球的昼夜出现明显的时间变化的。在人类真正近距离观测火星之前,人类只能通过望远镜看看火星大致的轮廓,由于看不到火星表面的细节,再加上火星与地球极为相似,所以此前我们一度认为火星可能存在所谓的火星人。不过,探测器抵达火星后发现,火星并没有想象中的那么美好,环境很恶劣。
火星到底有多恶劣?
火星是距离太阳第四近的类地行星,也是我们太阳系内尺寸仅次于水星的第二小行星,它的质量大约为地球质量的11%,直径大约为地球的一半,其表面积也大约相当于地球的陆地面积。由于火星的质量相对较小,直径相对较大,所以火星的密度比太阳系的水星、金星、地球这3颗类地行星的密度都要小很多。虽然火星的环境没有水星、金星那样高温,但是与地球相比,火星的环境还是比较恶劣的。
火星大气中的二氧化碳占比极高,达到了95.3%,而氧气则只占了0.15%。这意味着我们人类是没法直接在火星表面呼吸的,因为吸进去的基本上都是二氧化碳。虽然火星大气中二氧化碳占比超过95%,却没法形成明显的温室效应。这是因为火星的大气密度极低,大约相当于地球大气密度的1%,可以说是微不足道,即使将火星拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度一样是要比地球上的冷得多。所以,将火星拉近太阳可能并不是改造火星的最佳方案。
再加上火星与太阳的距离比地球与太阳的距离更加远,接收到的太阳辐射相对较少,这意味着火星表面的温度比较低,常年平均气温大约为-55℃。火星的公转轨道是椭圆形,所以在近日点与远日点时候的温差高达160℃左右,在夏季太阳光照射的情况下温度可以达到27℃,而在冬季则下降到-133℃,这么低温的环境,导致火星表面仅存的水都被冻结了。
虽然火星表面的温度极低、大气压也很低,但是不同区域的大气压强差别比较大,例如在火星的盆地最深处的压强大约为9毫巴,而在奥林帕斯山脉的顶端却只有1毫巴,这足以让火星表面刮起能够持续很长时间的飓风、风暴,此前我们就看到不少关于火星出现沙尘暴的消息,著名的机遇号火星车在火星表面运行时间接近15年之久,最终它被火星沙尘暴所吞没了。这个情况说明,如果人类移民火星,就需要考虑到火星的气候问题,需要面对铺天盖地的沙尘暴。
好奇号拍下特写照
自人类第一次探索火星以来,在过去这几十年时间内已经有很多探测器抵达火星,好奇号火星车就是其中一款。好奇号火星车在2011年11月发射升空,在2012年8月登陆火星的盖尔陨石坑内,至今好奇号火星车已经在火星表面运行超过9年时间。它的任务之一是探测盖尔陨石坑内曾经是否适宜孕育生命,在这么多年时间内好奇号火星车也确实是发现了一些疑似与生命有关的现象,比如说发现了碳特征等,但暂时还没足够的证据证明火星曾经是否存在生命。
在探索火星的过程中,好奇号火星车也不是一帆风顺,它的运行时间已经远超设计寿命,现在也面临了很多问题,其中一个就是火星车的车轮已经磨损比较严重。好奇号火星车基本上每隔一段时间就会对车轮的胎面进行检查,之前每行驶500米就会对火星车的车轮进行一次成像,现在每隔1000米才检查一次。在过去9年多时间内,火星地面的岩石已经严重破坏了好奇号火星车的铝制车轮。从好奇号火星车传回的照片中,在火星车的车轮上面出现了多个孔和破碎的格子(凸起的胎面),还有一些裂缝和弯曲的金属。好奇号火星车车轮磨损严重的问题也为后续的火星车车轮的设计提供了很多参考,如毅力号火星车就采用了不同的车轮设计,在毅力号火星车车轮上面有弯曲的胎面。
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