火星探索:為何人們不敢將火星土壤樣本取回地球?貿然帶回很危險

隨著地球上不可再生資源日益枯竭,不少人都提出,浩瀚的宇宙中一定有另一個適宜人類生存的星球存在,如果我們把它找出來,並且在地球毀滅之前移民過去,就可以保證人類生命的延續。

於是人類不斷向外太空進行探索,發現火星是一個不錯的移民物件。有人說:登月都成功好幾次了,人們卻不敢把火星上的土壤樣本取回地球檢測,這是為什麼呢?首先,我們要從探索火星的難度開始談起。

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火星模擬圖

探索火星的3大難點

探索外太空本就困難重重,但人類不斷研發航空航天技術,攻破了一個又一個技術壁壘,成功發射了許多衛星,還多次登陸月球,甚至建立了空間站,但是火星的登陸為什麼這麼難呢?主要有以下3方面原因。

1.去火星路途遙遠。

地球和火星的距離隨著星球運轉軌跡不停變化,即使在最近的時候,兩顆星球的距離要相差5500萬千米,更別說最遠時候的4億千米了。

而人類多次成功登陸的月球相較之下就近得多了,僅僅距離我們38萬千米。按照人類目前的飛行速度來說,從地球出發到火星,需要六個月左右的時間。

2.到火星著陸複雜。

由於火星地形複雜,而且距離地球實在太過遙遠,所以飛行器從地球出發以後需要經過精密的計算和嚴格的速度把控,才能具備著陸的條件之一。

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火星地形複雜

而且飛行器想要成功著陸火星,必須先克服地球的引力飛向太空,然後克服太陽引力進入火星軌道,最後克服火星上的大氣阻力才能成功著陸。

3.留火星氣候惡劣。

整個火星表面遍佈砂石,山丘、高山、平原以及峽谷,而且還有5座大盾狀火山,以及無數小火山,所以火星地勢相對複雜。

火星雖然有大氣存在,但是密度只有地球的1%,地表溫度大約在-55℃左右。而且受太空影響,火星表面經常有各種大風,沙塵暴也會給探測火星帶來很大的難度。

但即使有這麼多已知和未知的困難,人類從未停止對火星探索的腳步,而且探索火星的歷史最早甚至可以追溯到20世紀。

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火星地面凹凸不平

人類探索火星的歷史

早在古代,這顆火紅的星球就引發人類的無限遐想。古代西方將火星稱之為馬爾斯,中國古代將火星稱之為熒惑。

望遠鏡發明以後,人們對火星的觀測更進一步。科學家透過觀察火星特徵變化,推算出來火星的自轉時間,看到火星表面有細線隨著四季變化,就猜測這些是人工運河。

雖然後來才證實所謂的“人工運河”不過是火星塵暴,但小小的誤判並沒有打消大家對火星的好奇心。對火星的探索隨著航天航空技術的發展不斷深入。

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畫家想象中的火星塵暴

1962年11月,蘇聯向火星發射了第一顆探索器——

火星1A號

。火星1A號順利飛上太空併成功進入去往火星的軌道,但它飛行到距離1。06億千米的時候卻突然失去聯絡,此時它已經飛行了近4個月。

此後蘇聯多次發出探索器,但均以失敗告終。1975年,美國航空航天局發射海盜號軌道衛星和登陸器,

1976年,海盜號登陸器首次向地球傳輸了一張火星地表的彩色照片。

海盜號的兩顆軌道衛星雖然僅分別運轉了6年和3年,但它們繪製的火星地圖到現在都還在使用。

1997年7月,美國航天航空局發射的登陸器攜帶的旅居者號漫遊車,成功登陸火星阿瑞斯峽谷。

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火星1A號

並且其在火星工作83個火星日,還為地球傳輸了許多影視資料。2001年,美國發射的2001火星奧德賽號利用伽馬射線光譜測出火星地下富含氫元素,證明火星有水分子的存在。

這一資訊被2004年登陸的勇氣號和機遇號火星漫遊車再次證實。2004年,歐洲空間局發射的火星快車號,透過行星傅立葉光譜儀檢測出火星大氣中存在甲烷。

兩年後,該飛行器發現了極光。2008年,美國航天航空局於2005年發射的火星勘察衛星在火星北極拍攝到了雪崩畫面。

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機遇號探測器

2008年,美國航天航空局於2007年發射的鳳凰號登陸器,使用2。5米長的機械臂,取到了火星樣品,並用搭載的顯微鏡勘測出火星表面的白色物質是水冰。

2020年7月,美國航天航空局研發的機智號搭載火星無人直升機機智號成功著陸,機智號在今年4月試飛成功。這是人類首次在其他星球成功控制飛行器飛行。

2021年5月,我國天問一號著陸器和祝融號火星車成功著陸火星表面。我國成為第二個在火星上部署火星車的國家,並且是世界上第一個用火星車環繞、登陸、巡視的國家。

按道理,人類對火星的探測程度不算淺,為什麼不將火星的樣品送回地球化驗呢?月球上的樣品不都在地球上化驗了嗎?

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火星探測器模擬圖

為什麼不將火星土壤取樣帶回地球?

不帶火星土壤樣品回地球的主要原因其實是科學家擔心火星上面有生命。有生命就意味著有可能存在微生物,

萬一火星上的微生物或者病毒在地球上無法控制,迅速繁衍或者傳染,很有可能給人類帶來毀滅性打擊。

在還沒有研究清楚的前提下就貿然將取樣帶回地球是非常危險的行為。那月球的樣品為什麼可以被帶回地球呢?其實月球最早的樣品也是經過初步檢測,確定上面沒有微生物存在,才帶回地球進行研究的。

早在2000年,美國在南極洲發現了一塊來自火星的隕石,他們聲稱在隕石上發現了類似微體化石的結構,所以很多人都認為這是火星存在生命的證據。

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火星隕石

不過,也有科學家提出過相反意見。

2012年,好奇號首次取樣火星岩石樣本,分析後發現,火星岩石中含有磷、氮、氫、氧、碳,這些都是支援生命存在的關鍵化學成分。

隨後,火星上發現過多個適宜生命存在的條件。比如,科學家根據火星取樣分析推測,火星上曾經存在河流或者湖泊。

隨後的發現也證明了該觀點正確,並進一步指出火星上曾經出現的湖泊是淡水湖,該條件適宜生命出現。2015年,科學家檢測火星隕石樣本時推測,火星表面大氣甲烷濃度較高的地區或有微生物存在。

“好奇”號探測任務的首席科學家格羅茨格爾(John Grotzinger)表示,如果將地球上的微生物放到火星上的湖泊裡可以存活並生長。

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好奇號火星探測器

2018年,歐洲宇航局號稱在火星發現了液態地下湖。我們都知道水是萬物之源,火星有地下存在就很有可能有生命存在。

種種證據表明火星具有微生物生存的條件,而且極有可能真的存在微生物。雖然人類的醫療技術水平日益精進,而且自身也有一定的免疫功能。

但面對極端環境下生長的微生物,不一定具有完全將其控制的能力。不過,人類絕非並無取樣帶回地球的打算,這一想法其實正在落實過程之中。

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火星上的水資源想象圖

火星取樣計劃

今年2月18日,美國航空航天區域性署的毅力號漫遊器成功登陸火星,它此行的主要目的就是採集火星岩石和土壤的樣本,併成功將其送回地球,以便科學家在地球使用種類更多,測量技術更高新的裝置對其檢測。

整個計劃分8個步驟完成。

第一步

,毅力號漫遊器使用巨大的降落傘,加之火箭引擎,配合特製的纜繩懸浮式著陸火星表面。

第二步

,有著6個輪子、32個攝像頭和一個鑽頭的漫遊器,根據計劃去耶澤羅的巨大的隕石撞擊坑採集資訊,包括拍攝影像資料,對岩石和土壤進行取樣儲存。

第三步

,漫遊器會把收集來的樣本放在特製的金屬樣品罐中,然後把樣品留在原地,自己使用核動力進行探測。

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毅力號在火星上模擬圖

第四步

,預計2026年以後,由歐洲航天局製造的取樣車將出發去往火星,然後將毅力號漫遊器留在原地的樣品全部集中收集。

第五步

,取樣車把集中收集的樣本放在一個容器裡,然後將其放到一個小火箭上,等到火箭升空後,將樣本送向火星軌道中。

第六步

,樣本容器將在衛星的攜帶下返回地球。

第七步

,如果過程順利的話,這顆攜帶著火星岩石和土壤樣本的衛星,將在2031年著陸北美洲,成為首個從火星帶回樣品的衛星。

第八步

,火星岩石和土壤的樣品抵達地球后,科學家們會用最先進的技術去研究帶回的樣品。

相信到那個時候,火星到底有沒有生命存在這個問題,就有了一個更為準確的答案。除了取樣測試,人類也根據對火星的瞭解,大膽暢想了火星殖民計劃。

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人類觀測火星,致力於尋找其上生命

火星移民計劃

由於地球環境日益變差,許多資源日益枯竭,如何謀求人類延續發展就成了很多人關心的問題。

包括我國航天局、美國航空航天局、歐洲空間局、俄羅斯國家航天集團公司以及印度太空研究組織在內的公營政府航天機構,以及SpaceX,洛克希德·馬丁和波音等私營太空公司,均在研究制定火星定居計劃。

考慮移民火星而非其他星球的原因之一是:火星和地球非常相似。一方面,火星每天的時間和地球每天的時間只相差不到一個小時。

而且火星的轉軸角度與地球轉軸角度也相差不到2°,因此有季節交替,所以人類更容易適應火星的時間。另一方面,火星上有大氣層。

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火星與地球很相似

雖然大氣層的含量遠不如地球,但是它的存在可以幫助抵消一部分的太陽輻射和宇宙射線。而且大氣層還能使宇宙船實現大氣制動,減緩飛行器的速度,方便人類成功著陸火星。

更重要的是,火星上蘊藏水資源,人類想要移民其他星球,水是必不可少的條件,而火星就恰巧符合這一硬性要求。但是想要成功移民火星絕非易事,至少要克服以下幾個困難:

1。火星的溫度一般在-87℃~5℃之間,這比地球上最寒冷的南極洲還要冷的多。2。火星上雖然有重力存在,但是它的重力只有地球的38%,人類關於重力變化導致的健康問題領域的研究還有待深入。

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火星水資源模擬圖

3。火星上的大氣壓只有7。5百帕,如果人類想要在火星上生存,必須配備壓力裝置。所以想要成功移民火星,需要克服的困難還遠不止於此,但隨著科學技術水平的發展一定會有新的突破。

結論

距離1971年蘇聯火星三號首次登陸火星不過短短半個世紀,人類就已經多次取得這麼多新的成就,而且更多的技術和更新的發現還在不斷湧現,相信在不久的未來,人類一定可以成功漫步火星。

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人類在火星上發現的疑似生命體(其實是石頭)