天体物理学的发展为人类指明方向

5　天体物理学的发展为人类指明方向——火星移民

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2012年8月6日，美国的“好奇号”火星探测器安全着陆火星，将用2年的时间调查火星以前或现在存在生命的可能性。“好奇号”火星车将扩大美国宇航局对火星的探索领域，并将有助于天文学家更好地了解火星是否存在水。该火星车收集的数据，或许还有助于科学家弄清火星上是否存在生命，以及火星过去和现在的可居性问题。该火星车还将对火星的气候及地质情况进行评估，为人类探索任务做准备，同时也为人类移民火星做准备。

美国“好奇号”火星探测器传回地球的图像

火星是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，半径为地球的一半，体积为地球的15%，质量为地球的11%，表面重力为地球的38%。火星有稀薄的大气，95%是二氧化碳，还有3%的氮，大气密度约为地球大气的1%。火星每24.63小时自转一圈，并在一条椭圆轨道上以25.2°的倾斜角绕太阳公转，周期为687天，因而与地球一样，有四季分明的气候，冬季最低温度为零下125℃，夏季最高22℃，平均气温零下63℃。这样的自然状态虽然仍不适合人居住，但与月球相比，可说有天壤之别。虽然目前在火星上还看不到液态水，但迄今探测发现的大量水流痕迹，至少说明火星上曾经有过滔滔大水，而且科学家们也发现火星两极有大量的冰存在。

伽利略第一个使用望远镜观测星空，所见到的火星只是一个橘红小点，随着天文望远镜的发明使用，人们对火星的认识和认为火星有生命存在，人类开始了对火星前仆后继的探测，1962年苏联“火星1号”探测火星，在飞离地球1亿千米时与地面失去联系，从此下落不明，它被看作是人类火星探测的开端；1976年“海盗1号”和“海盗2号”在火星着陆；1965年美国“水手4号”探测器飞越火星，从距离火星1万千米处拍摄了21幅照片；1971年苏联“火星2号”在火星着陆；1989年“福波斯1号”“福波斯2号”飞往火星途中失踪；1993年火星观察者抵达火星轨道前失踪；1996年俄“火星－96”发射失败；1997年火星环球勘探者进入火星轨道；1997年美国火星探路者在火星着陆；1998年美国发射火星气候探测器；1998年7月日本发射“希望”号火星探测器，但以失败告终；1999年美国发射火星极地着陆者探测器；2001年4月美国发射“奥德赛”号火星探测器，发现火星表面可能有丰富的冰冻水；2003年欧洲发射“火星快车”；2003年6月携带“勇气号”火星车的美国“火星探测流浪者号”探测器升空；2004年1月发射“勇气号”火星探测器；2009年俄罗斯发射探测“火卫一”；美国航天局计划到2030年代中期，将宇航员运送至火星轨道。

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火星移民计划

火星由于比地球冷很多，火星赤道附近的温度有时可以达到0℃以上，要使火星的冰冻物质完全融化，至少需要使火星的外层大气达到40℃左右，为了能使火星的温度适合人类的生存，达到人类自给自足的目的，美国提出了三个让火星变暖的方案：

第一个方案是一面大镜子，这面镜子的直径将超过120千米，在火星表面21千米以上的轨道运行。这面镜子将把太阳光反射到火星指定区域，以释放出冷冻地表下面的大气和水。不过，这面太空镜子太大了，人类目前的科学水平还造不出这样的太空镜。

第二方案让一颗直径2.5千米左右的小行星去撞击火星，撞击产生的巨大能量将使火星上的1万亿吨冰融化成水，而小行星撞击后释放的氨气也可以让火星大幅升温。他估计，40次这样的撞击就可以使火星达到适合人类居住的水平。

第三种方案是在火星上建几处化工厂，不停地制造四氟化碳温室气体，如果每小时排放1000吨这种气体，30年内火星的平均温度将升高27.8℃。这项过程预计耗能5000兆瓦，5个核电站就可以满足这些能量需求。

大家都知道地球有一个卫星“月球”，火星有火卫一和火卫二两个卫星，它们的密度太低，不是由纯岩石组成的，它们很可能是由岩石与冰的混合物组成的，并且它们都有很深的地壳坑。火星到地球的距离，最近距离约为5500万千米，最远距离则超过4亿千米。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。1988年火星和地球的距离曾经达到约5880万千米，而在2018年两者之间的距离将达到5760万千米。2011年的8月27日，火星与地球的距离仅为约5576万千米，是6万年来最近的一次。

我国火星探测副总设计师陈昌亚指出，火星探测器的信号对地面指挥尤其重要，“一旦捕获探测器的信号，就像听到新生婴儿落地一样”，但是中国还没有建立起像美国那样覆盖全球的深空探测网，中国何时能自主探测火星恐怕还要20年，不仅需要研制自己的运载火箭，还要有自己的深空探测网，提高探测器的跟踪通讯能力，这里有很多技术问题，需要一步步探索，所以开展国际合作是我国探测火星的一条捷径。

中国首个火星探测器——“萤火一号”

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火星探测

火星探测是指人类通过向火星发射空间探测器，对火星进行的科学探测活动。火星是除了地球以外人类了解最多的行星，到目前为止，已经有超过30枚探测器到达过火星，它们对火星进行了详细的考察，并向地球发回了大量数据。虽然大约2/3的探测器，特别是早期发射的探测器，都没有能够成功完成它们的使命，但是火星对于人类却有一种特殊的吸引力。美国国家航空航天局两位科学家曾向美国太空官员透露，他们已经掌握了强有力的证据证明火星上有生命存在，而且这些生命体很可能都躲藏在火星地表以下的山洞当中。