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我们的梦想:将火星改造成另一个地球
发布时间:2013/4/30  阅读次数:5841  字体大小: 【】 【】【
             我们的梦想:将火星改造成另一个地球
                           将火星改造成另一个地球

             科学家预测,火星的地球化改造将是一项非常庞大的事业。火星环境地球化的初级阶段需要几十年甚至上百年。将整个星球改造为类似于地球的居住地可能需要数千年的时间。有些人甚至认为这样一项工程将持续数百万年。

       假如有一天,地球真的在巨大的毁灭性灾难中消失,而人类有足够的能力到达火星,那么人类真的可以把火星改造成第二个地球吗?目前已经有科学家致力于这项研究工作。

           科学家预测,如果全部完成的话,火星的地球化改造将是一项非常庞大的事业。火星环境地球化的初级阶段需要几十年甚至上百年。将整个星球改造为类似于地球的居住地可能需要数千年的时间。有些人甚至认为这样一项工程将持续数百万年。那么,我们如何才能把沙漠一样的干燥土地变成人类、植物和其他动物可以生存的繁茂环境呢?人们已经提出了以下三种地球化的方法:  

       1  利用大型轨道镜来反射太阳光,从而使火星表面升温。  

2 利用温室气体生产厂来留住太阳辐射。  

3  利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。  

         美国宇航局目前正致力于开发一种太阳帆推进系统,该系统通过巨大的反光镜来利用太阳辐射,从而推动太空船在太空中的航行。这些巨大反光镜的另外一个用途就是:将它们放置在距火星32万公里处,利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。科学家提议制造直径为250千米、覆盖面积超过密歇根湖的聚酯薄膜反光镜。这些巨大反光镜的重量将达200,000吨,这意味着它们体形太大而无法从地球发射。不过,人们有可能可以利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。  

           如果把这样大小的镜子对准火星,它可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的:通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上,使那里的冰融化,释放出人们认为储存在冰内的二氧化碳。多年之后,气温上升将导致氯氟烃(即CFC,这是一种空调或冰箱中存在的温室气体)等温室气体的释放。  

另一种增厚火星大气层从而提高星球温度的方法是:建立以太阳能为动力的温室气体生产厂。在过去的一个世纪里,人类已经积累了许多制造温室气体的经验。我们已经无意识地向自己的大气层中排放了大量温室气体,一些人认为这些温室气体增加了地球的温度。通过建立几百个这样的工厂,可以在火星上重现与地球上相同的加热效应。这些工厂的唯一目的就是向大气层中释放氯氟烃、甲烷、二氧化碳和其他温室气体。  

             这些温室气体制造厂或者被运送到火星上,或者直接利用火星上现有的原材料制造出来,这将需要几年的时间。为了把这些机器运输到火星上,它们必须轻便高效。这些温室机器会模拟大自然中植物的光合作用,吸入二氧化碳,并排放出氧气。这需要很多年。但是火星大气层的含氧量会缓慢增加,直到火星上的移民者只需要一个呼吸辅助器,而不再需要宇航员所穿的增压服。还可以利用光合细菌来代替或协助这些温室机器。  

             太空科学家克里斯托弗·麦凯和罗伯特·组布林(移民火星一书的作者)还提出了一个更加极端的方法来提高火星温度。他们认为,用含有氨的巨大冰冻小行星猛烈撞击这颗红色星球,将会产生大量的温室气体和水。为了实现这一目标,需要在外太阳系的小行星上以某种方式安装热核火箭发动机。火箭将推动小行星以大约4千米/秒的速度运行,大约10年之后,火箭将停止运行,100亿吨重的小行星可以在无动力的条件下向着火星滑行。撞击时将产生大约1亿3千万兆瓦的能量。这些能量足够地球使用十年。  

         如果有可能控制一颗如此巨大的小行星撞击火星,那么一次碰撞产生的能量可以使火星的温度上升3摄氏度。温度的突然升高将造成大约一万亿吨的水融化,这些水足够形成一个深1米、覆盖面积超过康涅狄格州的湖泊。50年内通过几次这样的碰撞,将会创造出温和的气候,还可以制造出足以覆盖星球表面25%的水。然而,每次小行星轰击所释放的能量相当于70,000兆吨当量的氢弹,这将使人类在该星球上安家落户的时间推迟几百年。  

         虽然我们在本世纪内就可以到达火星,但是火星环境地球化这一想法的完全实现却需要几千年的时间。地球用了几十亿年的时间才变成了一个生机蓬勃的星球。将火星环境改造成像地球一样并不是一项简单的工程。人类需要付出几个世纪的智慧与劳动,才能建立一个适合居住的环境,并将生命送往寒冷干燥的火星世界。  

  

人类必须走向深空

           1969年7月20日,乘坐“阿波罗11”号飞船的美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月球表面,这个镜头及随后他的那句话:“对个人来说,这是一小步,但对人类而言,这是一大步”,迅速传遍地球。尽管人类探月活动一度处于一段较长的宁静期,但上世纪末到本世纪初,新一轮月球探测热潮又开始涌动。人类必须走向深空。这既是人类探索未知的天性使然,也是出于人类生存和可持续发展的必然选择。

  

阿波罗1号        
           计划于1967年2月21日发射,原本是美国首次由三名宇航员执行的太空任务。但在1月27日的一次例行测试时突发大火,三名宇航员全部遇难。火灾导致美国航天局对指令舱进行了大规模修改。        
阿波罗7号        
        1968年10月11日发射,是阿波罗计划中首次发射的载人任务。它的成功使美国对载人航天事业以及在1970年之前登月恢复了信心。        
阿波罗8号        
        1968年12月21日发射,是人类第一次绕月球航行的太空任务,为完成登月计划铺平了道路。        
阿波罗9号        
        1969年3月3日发射。首次使用了登月舱。任务期间还完成了第一次双人舱外活动。        
阿波罗10号        
        1969年5月18日发射,阿波罗10号首次将登月舱带到了月球轨道,为阿波罗11号不到两个月后的成功登月铺平了道路。        
阿波罗11号        
        1969年7月16日发射,7月20日,尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林成为首次踏上月球的人类。        
阿波罗12号        
        1969年11月14日发射,与首次登月不同,它有了一个准确的着陆点。        
阿波罗13号        
        1970年4月11日发射,由于途中氧气罐爆炸,登月计划被放弃,飞船克服重重障碍成功返回,三位宇航员以及地面人员的事迹被拍成电影《阿波罗13号》。        
阿波罗14号        
        1971年1月31日发射,它的成功登月,挽回了登月计划因阿波罗13号事故引发的信任危机。        
阿波罗15号        
        1971年7月26日发射,是历史上第四次成功登月的载人登月任务,并首次使用了月球车。        
阿波罗16号        
        1972年4月16日发射。任务中,宇航员还驾驶月球车创下每小时18公里最快纪录。        
阿波罗17号        
        1972年12月6日发射,是人类迄今为止最后一次登月,也是阿波罗计划中唯一的夜间发射。
        
        40年前的1969年7月20日,美国阿波罗11号飞船成功着陆月球,两名宇航员踏上月球表面,这是人类的一次伟大壮举!正如这两名宇航员之一的尼尔·阿姆斯特朗走下飞船,踏上月球表面的松软尘土时所说“对个人来说,这是一小步,但对人类来说,却是一大步”。确实,这是人类首次登上地球以外的另一个天体的划时代事件。
        
        包括阿波罗11号,美国一共实施了6次阿波罗载人登月,共有12名宇航员在1969年至1972年期间登上月球。为了实现“阿波罗登月计划”,美国当时共斥资254亿美元(相当于2005年的1360亿美元),先后有2万家企业、200多所大学、80多家研究院所总共40多万人参与了这一计划。
        
“阿波罗”意义重大
        
        尽管美国当时推出“阿波罗计划”是为了与苏联两个超级大国之间争夺空间霸权,是出于冷战的需要,但我确实认为这是人类一次史无前例的伟大壮举。“阿波罗载人登月计划”培养了一代高水平的科学、技术专家,其科研成果带动了美国和全世界20世纪60~70年代计算机技术、通信技术、测控技术、火箭技术、激光技术、材料技术、医疗技术等高新技术的全面发展,把科技整体水平提高到了一个全新的高度。美国目前的科技水平和军事力量很大程度上是在“阿波罗计划”的基础上进一步发展起来的。
        
        另外,这一计划催生了3000多项重大科学技术专利,转移为民用后,带动了民用技术的快速升级,诞生了一大批新的产业群体。阿波罗计划实施后,经计算,大约每投入1美元就有4到5美元的回报;近年,经进一步核算,阿波罗计划的投入产出比达到1:14。
        
        阿波罗载人登月的宇航员从月球采回了381.7公斤的月球样品,苏联三次不载人登月,只采回了0.3公斤的月球样品。人类对月球的地形地貌、表面环境、地质构造、内部结构、化学成分、岩石组分与分布、演化过程与历史的绝大多数科学知识,均来自阿波罗计划。
        
第二轮探月热升温
        
        第一次月球探测高潮是美、苏两个超级大国空间霸权的争夺,并以美国的最终胜利而结束,随后月球探测进入了近20年的宁静期。紧接着,美国把其注意力和空间活动的重心从载人登月转向发展航天飞机和建设空间站上。
        
        1989年,在纪念“阿波罗载人登月”20周年时,当时的美国总统老布什发表了讲话,正是在那次讲话中提出了美国要重返月球。老布什说,在20世纪剩下的10年里,美国将着力发展航天飞机、建设国际空间站;21世纪到来后,美国要重返月球,建月球基地,而且要在月球上呆下去。所以重返月球的概念是老布什最早提出来的,而不是后来有些人所说的2004年由小布什总统宣布的。
        
        1994年,美国发射了“克莱门汀”号月球探测器,由此拉开了第二轮月球探索高潮的序幕。1998年,美国发射了月球勘探者号探测器。紧接着,本世纪初,欧洲航天局发射了“智慧一号”月球探测器,然后相继有很多国家都提出了探月计划,包括中国、日本、印度,以后又有巴西、德国、英国等十几个国家相继公布了其探月计划。
        
        2004年小布什总统宣布了美国的新航天计划,这一计划明确提出了重返月球的目标、步骤:2008年开始,美国开展无人月球探测,2020年前后重新实现载人登月,并将把月球作为跳板,到2025年实施载人登上火星。
        
        2005年,美国航天局局长格里芬进一步宣布,将投资1040亿美元,以期在2018年实现第7次载人登月。为此,美国准备在2008年后,每年都发射月球探测器(这一计划实际上推迟了一年,是2009年“一箭双星”绕月探测开始的)。预计2010年实施月球软着陆,进行多次无人月球探测后,2018年实现第7次载人登月。
        
        此外,美国还计划每两年进行一次火星探测,2025年开展载人登陆火星,投资2170亿美元。美国航天局还计划适度探测太阳系其他天体。
        
        整个第二轮探月高潮呈现的一大特点是,除了美国、俄罗斯外,更多的国家参与进来。中国早在2002年就公布了月球探测的三个阶段:即无人月球探测,载人登月和建立月球基地;无人月球探测又划分为三期:绕月探测、月球软着陆与月球车巡视探测、月球取样返回。日本、欧洲、俄罗斯、印度、德国、英国等国家也公布了各自的月球探测计划。在载人登月方面,印度宣布为2020年,欧空局提出2025年,日本和俄罗斯计划为2020-2025年。
        
        第二轮月球探测的另外一个特点是月球资源、能源,以及月球环境的开发利用成为关注的焦点,国际间的合作范围更广泛、更具体。
        
深空探测是必然趋势
        
        地-月系统不仅是一个统一的自然体系,而且在人类社会未来发展方面,也将构成一个统一的整体。人类为了拓展生存和发展的空间,开发与利用地球以外的资源、能源和特殊环境,迟早要飞向太阳系,走向外太空。从人类社会可持续发展角度看,开展深空探测是人类社会的经济和科技发展的需要,也是人类无限探索精神的激励,人类必须走向深空。
        
        开展深空探测是整个国际科技发展和社会进步的必然趋势和焦点。人类登月之后的下一个目标是对火星的探测和登陆火星。在太阳系中,火星是地球的姐妹星,火星是最有可能具备发现生命活动的天体,火星是唯一可能通过长期改造成为第二个地球、成为地球大量移民的人类的栖息地。
        
        总之,以新一轮探月为契机,人类正在向深空迈进,这也是人类社会和科学技术发展的必然,拓展人类的生存空间,为人类社会的可持续发展服务,也为进一步探测整个太阳系打好基础。所以21世纪是人类探测整个太阳系的新时代,而探测整个太阳系仍然是为了人类社会可持续发展服务的。

  

                 中俄联合探测火星工程 萤火一号探测器明年升空

                                     时间:2010-10-22 14:06  来源:中国新闻网
  
中俄联合探测火星工程俄方“火卫一,土壤样品返回”空间飞行器(又称“福布斯”探测器)与中方“萤火一号”火星探测器,预计2011年11月由俄运载火箭同时发射。
  

  中俄火星探测合作谈判参与者、上海航天技术研究院卫星总师徐博明研究员21日在北京航天城举行的主题为“火星探测”的第三届中国空间技术论坛上透露,中俄联合探测火星工程俄方“火卫一,土壤样品返回”空间飞行器(又称“福布斯”探测器)与中方“萤火一号”火星探测器,预计2011年11月由俄运载火箭同时发射。
  

  徐博明特别指出,中俄联合探测火星工程推迟发射与中方无关,主要原因是俄方采集火星土壤样品的取土器需要改进。此外,“萤火一号”测定轨过程完全由中方独立完成。
  

  他介绍说,“萤火一号”由“福布斯”送入绕火星的椭圆轨道后,将在绕火星的大椭圆轨道飞行,自主完成对火星空间环境的探测任务并对火星进行成像,还将与“福布斯”联合完成对火星环境的掩星探测。
  

  对中国航天界而言,中俄联合探测火星工程将创下3项第一:第一次完成中俄联合航天任务;第一次进行火星探测器研制工作;第一次在短短23个月完成世界首个小型火星探测器研制。
  

  徐博明归纳称,中俄联合探测火星的工程目标和科学目标均为4个方面,工程目标包括:突破火星探测器的研制技术;星地配合实现火星探测器3.5亿公里精密测定轨和数传技术;首次初步掌握探测火星的轨道设计、发射、行星际巡航、进入火星轨道及深空运控技术;初步形成与俄联合发射双星探测的合作工作机制。
  

  科学目标分别是:探测火星的空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律;探测火星大气离子的逃逸率;探测火星地形、地貌和沙尘暴;探测火星赤道区重力场。


  

                             中国计划于2013年独立开展火星探测

                                 时间:2010-10-22 10:18  来源:新华网
  
                 航天科技集团空间技术研究院今日称,火星将成为我国深空探测第二颗星球,已提出环绕探测方案,探测器最早发射窗口瞄准2013年。
  

        记者从21日在北京召开的第三届中国空间技术论坛上获悉,中国空间技术研究院以嫦娥一号卫星平台为基础,综合应用月球探测一、二期工程技术,已经研究并提出了中国自主火星环绕探测的技术方案。

        据中国空间技术研究院相关专家介绍,与国外近年来的典型火星探测器如“火星全球勘测者”“奥德赛”“火星快车”等相比,这个方案在载荷承载能力、探测精度、科学目标等方面均达到较高水平。

          月球和火星探测是当代深空探测的重点领域。从国外航天发展历程和未来规划来看,火星是深空探测任务中最重要的对象,月球是深空探测的第一步,而火星探测是行星际探测的开端。与世界航天强国相比,中国的火星探测起步较晚,与国外深空探测领域的技术水平存在一定差距。

        参加这次论坛的专家指出,在中国顺利实施绕月探测,并按规划启动后续“落月、采样返回”任务的同时,逐步开展以火星为主要目标的探索活动,是提升中国在深空探测领域的实力,缩短差距的必然要求,也是我国未来航天领域发展的必然趋势和使命。

          第三届中国空间技术论坛以火星探测为主题,来自中国航天界的专家分别就我国火星探测任务中科学目标的实现、重型运载火箭、中俄联合探测火星工程、总体方案设计、测控通信系统以及火星探测中的新技术应用等作了专题报告,并就火星探测的重点、热点和难题问题进行了深入研讨。

  

                               未来几百年人类有望将火星改造成“绿色家园”

2010-10-27 08:55     来源:人民网

  “人类一直在寻找地球以外的‘第二栖息地’,在地球周围,火星是最适合改造的星球。”我国绕月探测工程科学应用首席科学家、中国科学院院士欧阳自远在今天举行的院士报告会上说。

  他表示,火星与地球有许多相似之处。例如地球上的一天是23小时56分,火星是24小时37分,有几乎相同的昼夜;地球的轨道面和赤道面的夹角是23度27分,火星是25度11分,它们有几乎相同的季节变化。这些相似性都表明,火星是人类向太空移民的最好候选者。

  要在火星建造适合人类生存的环境,需要提高其表面温度;增加大气浓度,改变大气组分;建立火星表面生态环境等,要实现这些技术并非遥不可及。欧阳自远认为,人类有望通过几个世纪的努力,将火星改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的新世界。

  本场报告会今天在中国科技信息研究所举行,数百位慕名而来的听众将会场挤得水泄不通。而3小时的精彩报告也让他们不虚此行,享受了一次丰盛的“科普盛宴”。

  月球造水需采取工厂化生产方式

  身为“嫦娥之父”,欧阳自远的主要话题仍是围绕月球展开。一位听众问到了月球取水问题,使他兴致颇高。

  “以后人类要在月球建立空间站,用水问题十分重要。”他谈及美国2009年进行的“撞月探水”实验,认为设计精巧,具有重要科学意义。他说,月球的永久阴影区确实有存在水冰的可能性,因为彗星中含有冰雪,撞击月球后,冰雪飞溅到阴影区,总会有一些保存下来。但要对撞击坑里的水进行开采利用,却是没有前途的。

  他介绍说,这些坑往往深达几公里,温度在零下180摄氏度以下,而且漆黑一片,无法使用太阳能。这样恶劣的环境,别说人和机械很难进入,就算进去了也无法工作。此外,土壤中冰的含量大约只有千分之一,也就是说给一吨土加热,只能获得一公斤水蒸气,再收集转化成蒸馏水。如果要大规模取水,怎么加热那么多土壤?这些问题都无法解决。

  “现在全世界公认,如果将来月球基地用水,一定是采取工厂化生产的方式。”欧阳自远说,月球土壤里有大量钛铁矿,利用钛铁矿和氢气还原,就会变成金属铁、二氧化碳和水分子。一吨钛铁矿可以生产116公斤水。这样工业化生产既可以利用太阳能,又是可以作业的环境,造水将是很容易的事。

  金星探测困难重重

  “要研究地球,还必须研究地球的‘兄弟姐妹’,找到它们共同的‘遗传基因’和各自的不同点,所以我们除了探索月球、火星,将来还要对太阳系其他行星进行探测。”欧阳自远表示,金星也是地球的近邻,全世界对金星开展过40次探测,但大多数并不成功。

  “探测金星难度很大。”他介绍说,金星的大气压力比地球高近百倍,表面温度达到近400摄氏度,大气主要成分是二氧化硫和硫化氢,下的雨是强酸雨,环境十分恶劣,而且表面烟雾弥漫,在浓厚的大气遮盖下什么也看不见。

  欧阳自远介绍说,目前对金星表面探测取得成功的只有美国的“麦哲伦”号金星探测器。我国如果要探测金星,必须充分研究目前国际上已经取得的成果,并结合自己的技术。要做就争取做得比以前的更好。不过他表示,我国目前还处于讨论阶段,尚无明确计划。

  人类可以担任地球的“保护神”

  6500万年前,地球受到其他天体撞击,导致恐龙灭绝。欧阳自远幽默地说:“你们别误会,恐龙可不是被陨石砸死的。”

  他介绍说,陨石撞击地球时产生的能量相当于数千颗原子弹爆炸的威力,大量粉尘被掀上天空,遮天蔽日,持续了几个世纪才逐渐落下来。这段时间,地球的平均温度降低了10多摄氏度,同时植物失去光合作用大量死亡,生物链由此被破坏,最终导致大量生物灭绝。

  如今,“彗星撞地球”的题材仍被许多科幻作家钟爱。但欧阳自远表示,在当今科学技术支撑下,人类已经具备了担任地球“保护神”的能力。

  “要防御小行星撞击,不是像有些电影里说的那样发射导弹迎击,那样即使把小行星炸碎,碎片落到地球上一样会造成灾难。”他说,“科学的方法是发射一个航天器,靠近小行星之后轻轻一‘推’,就能与地球擦肩而过。”

  

新装置解码外星人DNA 火星人地球人外形或相似

科学网(kexue.com)讯  日前,美国麻省理工学院的工程师兼科学家克里斯托弗-卡尔表示,如果火星上的确有生命存在,他们看起来可能并不是人们之前想象的那种奇型怪样,而是与人类很相似。

  在美国航空航天局的资助下,卡尔和同事正研发一种名为“搜寻外星基因组”(SETG),能够解码外星人DNA的装置。通过研究火星地下冰、盐水或土壤样本,SETG将尝试检测和识别火星上的核酸。卡尔表示,如果这些核酸是人类已知的DNA或RNA,就能用这种仪器检测出来。据研究小组估计,火星的DNA可能在地下存在了大约100万年,在那里它们不会受到紫外线与太空辐射的影响。

  美国康奈尔大学行星科学家史提夫-斯奎尔斯在本月NASA举办的天体生物学会议上说:“每个人都认为火星上存在有机物,火星上可能存在生命,在一些地点可能保留着生命的证据。问题是人类在火星上的活动会破坏有机物质,如果想有接触原始状态物质的机会,最好的办法是到地表下面。”

  寻找相似生命体的想法源于对落在地球上的火星陨石的研究,有实验表明,许多顺带而走的微生物可以在这个“陨石长途旅行”中生存下来。虽然这种探索有点像在有光的地方找丢失的钥匙。但卡尔认为在涉及到火星上的生命体时,这种哲学的逻辑是正确的。他说:“如果我们花费大量的时间在寻找不一样的东西,却不花时间寻找相似的东西,那简直太愚蠢了,当然新生命体独立产生的可能也是有的,但那并不是最可能的情况。”

  目前科学家正在研究地球上生命体中普遍存在的基因,并且还需要两年来改善SETG技术。然后才能到智利阿塔卡马沙漠或者是南极干谷做实地试验,这两个地方都与火星上寒冷、干燥的沙漠相似。

  

  专家解读火星"单程票" 惊爆移民火星30年恐成真


四十年前NASA制作的太空殖民地概念图,也许在不久的将来,真的能变成现实


有了先进的离子推进器,往火星运货就像现在的海运一样平常

  拿张单程票去火星,这条新闻是真是假?

  奥巴马说有生之年能看到人类登陆火星,他是在做梦吗?

  为了远航火星,科学家正在做哪些努力?

  近日,中国媒体纷纷报道了一条雷人的消息——在刚出版的《Cosmos》杂志上,美国科学家发表了一篇文章,提议给肩负探索火星任务的宇航员发一张“单程票”,让他们登上火星以后,就不要再回地球了,干脆在火星做首批建设者,终老火星算了!

  一些新闻报道甚至声称,美国宇航局(NASA)已经开始招募志愿宇航员,这个名为“百年星舰”的计划预计耗资100亿美元,因此希望一些热心登陆火星的亿万富翁能出资参与这一计划。

  联想到2010年4月15日,美国总统奥巴马在肯尼迪航天中心信心十足地表示,有生之年他能看到人类登上火星,以及10月11日,奥巴马签署了《空间计划法案》,拨款580亿美元,看来,奥巴马应该不是在做白日梦吧。

  借着这个机会,人类火星梦是否真能实现?这条太空探索的路上有多少困难?人类能不能克服?快报记者采访了南京的天文专家,给读者解开这些谜题。

  新闻真相

  火星单程票又是媒体的误读

  可笑:又是翻译错了,原文作者只是调侃

  拿张单程票去火星的新闻,让不少天文爱好者和科幻爱好者激动不已,网友阿K就在自己常去的科幻网站上留言:那无数小说电影中的绚烂情节,看来就要实现了,也许我也有亲眼看到的一天!

  但是很遗憾,我们不得不告诉他,就像网上消息说美国宇航局将发布“足以让全人类震惊的消息”闹出的大乌龙一样,这个也是乌龙。

  南京大学天文系老师李旻从这条新闻的“原版”中发现了误读的端倪。他告诉记者,这条新闻的中文翻译稿出现的时间是11月初,与英语新闻出现的时间一致。原文发表在《Cosmos》杂志上,当时的背景正是美国政府取消重返月球计划,作者引用行政当局的话“没有与2010年的财政预算相适应的计划允许人类在外太空继续从事任何有意义的探索工作”。作为一种调侃,作者继续写道:“显然,这就必须要有些具有创造性的思考。重返月球可能是值得的,但无法抓住公众的想象力,那么能让公众激动的就是探索火星的前景……”接着文章就讨论了探索火星的难度。既然这么难,而且作者也跟一些优秀的科学家聊过,他们都很乐意为科学献身,干脆就来个火星单程,去了火星就在那开荒、终老,成为人类的登火星先驱。

  全文的要旨是讽刺美国行政当局不肯在火星及其他空间探索方面投入更多经费。在奥巴马签署《空间计划法案》后不久,就变成了描述火星之旅是一幅无比艰难的科学蓝图。但无论如何,这条误读的新闻至少让我们感受到了探索火星的艰难与费用昂贵。

  新闻幕后

  奥巴马为何说有生之年能看到人类登上火星

  实情:现有技术已能支持载人登陆,运费每公斤3万美金

  火星殖民,说白了,就是探索人类移居外星球的可能。理论研究认为地球可以养活大概最多200亿人,但李旻说,如果人类按照目前的发展态势,200-300年后,我们必须要分一部分人去其他星球找活路。因此,殖民火星,是一定要考虑的事,虽然它听起来似乎遥远得有点荒谬。

  大面积移民火星要在100-200年内完成,有没有可能呢?李旻说,从目前的技术以及技术发展来看,是非常有可能的。

  人类现在去火星的运费是每公斤3万美金,大推力火箭技术成熟后,价格最理想的情况可以降到每公斤3千美金,甚至更低。在这样的情况下,火星探索的费用会大大降低。

  目前,探测器登陆火星的技术已经非常成熟,虽然这个技术难度是很高的。在这种情况下,哪怕是第一次做象征性登陆火星都没有问题,也就是宇航员登陆火星,摆个pose,拍个照片,然后马上杀回地球。如果要经济合理点,那么可以事先把大量建筑材料,甚至补给运往火星。然后宇航员再飞向火星,在火星上搭建一些设施,等宇航员累了,可以轮班换新宇航员。凤凰号花了4亿美元,即使载人飞向火星价格翻10倍,《空间计划法案》给的580亿美金也够飞10次以上了。况且随着技术的进步,很可能单次飞行价格更低。因此,奥巴马说他有生之年能看到人类登上火星绝不是他做梦,话的背后是NASA的底气。

  未来往火星运货就像大规模海运

  预测:有了更好的离子推进器技术,运费会更加低廉

  李旻告诉记者,人类上火星目前最关键的运输器要数离子推进器,它和一般的化学燃料发动机是不一样的,它通过太阳能,把分子电离为离子,释放出其中的电子或离子。它的缺点是推力比较小,但在宇宙空间,在长期积累后,能产生大推力。而离子推进器技术最近几年有很大发展。所以单单就“建筑材料”“日常补给”运送到火星来说,如果大推力火箭是邮政特快,那么离子推进器就是海运,它们可以根据任务的需要,来混合选择。

  所以一旦有了运输保障,那么殖民火星从动力上来说,就彻底解决了。

  廉价机器人将为火星建设立功

  预测:计算机发展中的摩尔定律,预示这并不是梦

  李旻说,另一个我们不能忽视的技术支持就是计算机的发展。

  计算机发展中有一条摩尔定律,就是单位面积上集成电路的数目,18个月翻一番。虽然目前人们对摩尔定律还能用多少年有争论,但它告诉我们,到2050年,1000美金可以买到具有目前全人类计算能力的计算机。

  廉价高性能计算机的出现,是星际航行重要的安全保障,同时也是各类廉价、高效机电一体机械的制造保证。也就是说,计算机的发展将能制造出更廉价、更高效“改造”火星的工具。比如,我们现在如果用机器人、机器车在火星上采集石块,可能要花1亿美金,而20-30年后,能自动掘土、搬运材料、构建人类住处的机器人可能只要几万美金。而一旦人类解决了利用火星上的水,在火星上建立人造温室、种植植物、饲养动物,则火星移民几乎就成功了大半。

  20-30年内登陆火星不是梦

  利好:航天器推力的解决,让宇航员的健康问题不再是问题

  2010年6月3日,随着“火星-500”试验舱最后一道舱门缓缓关闭,来自中国南京的小伙子王跃和俄罗斯、法国、意大利的其他5名志愿者正式踏上长达520天的“火星之旅”,拉开了人类首次全面模拟载人火星探测试验的帷幕。

  “火星-500”实验,是由俄罗斯组织、多国参与的国际大型实验项目,在完全隔绝的环境中,模拟从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球的全过程。实验主要是研究长期密闭环境对人生理和心理的影响,为将来执行真正的火星计划做好准备。

  李旻告诉记者,宇航员的心理问题随着航天器推力问题的解决自然就不存在了,有足够的补给,能同时去三五个人,自然不存在所谓个体孤独的事情了。

  在太空,会有大量的太阳发射的粒子、高能射线和宇宙线,这些辐射会不会对宇航员的健康以及对探测器的安全产生影响?李旻说,目前要做到安全防护辐射,还是有办法的,无非是宇航服更笨重、太空航线更复杂。但人类不能忽视技术的进步,新材料的发展可以设计出更轻薄的防辐射太空服,新技术的进步则可以设想出能及早阻挡或捕获、清除高能粒子的装置。

  在采访中,不少科学家也乐观地表示,登陆火星、开发火星,从目前的技术态势来看,20-30年内绝对不是梦。奥巴马能以法案的形式来支持这一计划,足见背后的技术自信。随着全球化的无差别,百年后的差距也许是哪个国家在火星上的居民更多。

  

  全球掀起新一轮火星探测高潮聚焦火星生命搜寻


“好奇号”火星探测器

  在人类将高科技机器送往这颗红色星球已逾40年后,火星科学正欲进入了一个新的阶段。近日在为美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”火星探测器制定本年度计划时,NASA专家表示他们对火星的诉求发生转变,由“寻找水”变为“寻找生命”。而据稍早公布的计划,在“好奇号”之后,数项只针对火星进行的科学任务几乎以密集之势铺开。

  另一方面,一直专注于卫星制造和火箭发射的欧洲,在年初由欧航局局长让·雅克·多尔丹明确表示,登火星模拟试验将会是2011年的工作重点;而在火星探测一事上曾历经磨难的俄罗斯,似乎也在低调为把人类送上火星做着精密的准备。

  美国:探索模式转变?

  在位于华盛顿的美国国家航空航天博物馆举行的一次“好奇号”探测器专题研讨会上,NASA火星探测计划主任道格·麦奎逊强调,他们的探测工作将从以前被动“跟着水走”转变到主动“搜寻生命信号”。尽管在世人眼中,本质目标没有任何变化。

  该研讨组成员、布朗大学科学家约翰·马斯特德解释称,今天人们看到的火星又干又冷,谁也不清楚是何原因促成其现在的情形。因为火星曾走过各种地质阶段,在调查后人们相信火星在它的第一个十亿年里曾经气候湿润,就像地球一样,随后则应是火山时期到来。但如果它在历史上曾经“类地”过,是否意味着会有生命痕迹留下的可能呢?甚至于至今仍有存余?

  因此,如上述假设符合事实,那么这些“东西”会在哪里?NASA马里兰州戈达德宇航中心科学家詹妮弗·艾根伯德称,就像较大的生物体和化石之间的关系,微生物也必然会留下它们曾存在的证据,在某些情况下,碳—碳键可以保存,考古学上称其为“分子化石”。

  就在2010年,在与这种留有生命记号的有机分子——“分子化石”相关的问题上,NASA曾不光彩地“前后不一”过。其在1976年派往火星的海盗号登陆器采集了一些火星土壤样本回来,彼时坚称并未发现富含碳的有机分子或者生物。但在去年9月,NASA改口称实验室的研究显示火星的表面似乎一直以来就存在有机物质,火星并非有机模块贫瘠之地,只是未被发现而已,不过这“尚并不能回答火星是否存在生命的问题”。

  或受该事件影响欲一雪前耻,抑或正值上一个十年结束,NASA现急于让2011年发射的“好奇号”成为有关火星生命传奇故事的下一个主角,因为这是一柄专门针对有机物进行探测的利器。

  新火星车:高潮之序曲

  “好奇号”并非横空出世,它就是此前暂名为“火星科学实验室”的大型设备,而今新名字来自于美国一位12岁孩子的建议。它比2004年登陆的火星探测车“机遇号”和“勇气号”重三倍、长两倍,也会携带更多先进仪器。在至少一个火星年(约2个地球年)的运作时间里,它将在火星上“好奇地”这挖挖那钻钻,开辟前所未有的广大区域。

  以“好奇号”的技术能力,可以无需加热含有高氯酸盐的土壤样本就检测出其中的有机物质,避免NASA重蹈上一次耻辱的可能。因此,它可以拿出一份火星过去或现在维持生命可能性的调查报告。只不过,它还是没法告诉我们,这些物质是陨石搭载的“外来客”,还是来自于我们想象中的火星人。        

  美总统奥巴马去年4月15日公布的美国新太空探索计划,决定放弃旨在重返月球的“星座计划”,而将火星作为美国载人航天计划的目的地,同时宣称到本世纪30年代中期,美国将具有运送宇航员平安往返火星轨道的能力。

  于是乎NASA的新阶段计划出炉:新到来的这个10年中“好奇号”将作为火星探测项目的“开篇大作”,且是2011年度重头戏。由于需经漫漫旅程,“好奇号”应该会在2012年登上火星的表面,那么NASA定于2013年发射的一颗“火星大气层与挥发物演变任务”探测器可谓紧随“好奇号”的脚步,而2016年“火星生命科学实验室”的研究还将启动,2022年尝试火星取样返回,2031年挑战载人环绕火星探测,一系列任务将紧锣密鼓地进行。

  欧洲:怎甘人后

  此前有媒体报道称,人类火星探测活动或将在2011年到来后迎向新高潮,NASA的此番表白似乎正符合了这一说法。而除此外,自有不甘落后之人。

  由欧洲航天局(ESA)主持、被称之为“曙光”的空间探索计划正雄心勃勃地展开着,火星则是该计划中的旗舰级任务目标。此前ESA打造的“火星快车”虽也旨在寻找火星上有关生命的标志,但是在火星轨道里运行,仅分离了“猎兔犬2号”登陆器到达火星表面。2016年,ESA将发射火星漫游车深入实地进行搜寻,并主要为欧洲宇航员踏上这块土地做准备,因此对其来说最重要的是力争在2030年到2035年间向火星发射载人飞船。

  而作为全世界最早进行火星探测的国家,俄罗斯掌持着太空领域的老道经验,只不过缺金少银成了诸计划的共同障碍。        

  其实早在2002年,俄罗斯联邦航天局已透漏出染指火星之心,该局官员提出想在2015年将一个6人小组送到火星上去,缔造人类探索太空的又一里程碑。但当时的工程估算已逾200亿美元,尽管俄罗斯狠心咬牙也只准备担负起整个费用的30%,其余的则希望NASA和ESA能够与他们协作搭建这“没有任何一个国家能够独立完成的宏大计划”。

  由于非常善于走“合作路线”,现在的NASA“好奇号”上,人们看到就有俄航天局“大方”提供的一个用于寻找水的基于中子的氢探测器;而其计划于本年度发射的“福布斯—土壤”火星探测器,亦是一项多国合作项目,包括德国、法国、荷兰、意大利、澳大利亚、匈牙利、奥地利以及中国等国家均参与了有效载荷的研制。人们期待“福布斯—土壤”能从距离火星表面只有6000千米的火卫一上衔沙而回,获取关于早期太阳系中行星的信息

来源:网络

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