在2018年的7月25日,火星上傳來了重大喜訊。科學家在火星南極冰蓋下1.5公裏處發現了壹個直徑大約是20公裏的液態水湖泊。火星上終於發現了水了,讓科學家們興奮不已。或許我們人類在不久的將來就可以登上火星品嘗壹下火星上的水了。
圖示:火星南極的冰蓋
等等,事情好像沒有這麽簡單。火星上的平均氣溫低至零下63℃。這麽冷的溫度,這些水怎麽還不結冰呢?科學家指出這些水是不能直接飲用的鹹水。火星的這個地下湖泊包含了大量的鈣鎂和火星巖石的其它物質,降低了水的冰點。這些水在這麽冷的溫度下還不結冰,它得有多鹹啊。反正地球上的海水是不能直接飲用的。
再就是這些水藏在火星地表下1.5公裏深度的地方。這個深度可不淺啊。人類要想喝到這些水,就必須打壹口深度1500米深的井。在地球上我們可以輕易的鉆頭1500米深,喝到這些水。但是如果人類初次登陸火星總不能帶著鉆井設備吧。人類初到火星,想利用這些水是很困難的。
圖示:火星地下湖泊
至於火星上的氧氣,那就不要真當回事了,有和沒有壹個樣。火星大氣非常的稀薄,不到大氣密度的1%,並且火星大氣的主要成分是我們平時呼吸呼出的廢氣——二氧化碳。氧氣只占火星大氣的0.15%。在地球上海拔高度超過5000米的地方,氧氣的含量是海平面處的40%左右,人類的呼吸已經非常困難了。而火星上的氧含量只有0.15%,這跟沒有有什麽區別呢?
圖示:未來火星基地
再加上火星上的寒冷和強烈的有害輻射等等,火星距離適合人類居住的標準還差很遠。因此人類初次登陸火星還是要從地球上攜帶充足的物資,實現自給自足啊。
不過NASA已經放出消息,計劃在2034年的時候時間人類登陸火星。還有15年的時間,希望到時候我們能夠看到這壹人類 歷史 上的壯舉。
雖然NASA已經確定火星上有水,而且也有了氧氣含量的微量變化。但NASA絕對不敢下:“這給人類登上火星創造了有利的條件”,這樣的結論!
之所以這麽說,可能是在各方面都還差那麽“壹點點”吧。
磁場可能就差了那麽“壹點點”。火星的磁場強度平均是地球磁場的1‰~2‰,近年的探測證實,火星沒有壹個全球性偶極磁場,卻存在眾多的局域性的偶極磁場。因此,火星是具有眾多局域磁場組成的多極磁場的行星。這是我們地球人是我無法理解的。這意味著哪怕妳手裏有個指南針,在火星上也分辨不出東南西北。因為火星磁場的消失,給火星帶來了巨大的麻煩。簡單的來說,火星的磁場決定著火星是成為活力四射的地球,還是成為現在的死星。很遺憾,我們看到的是後者。
火星上的大氣密度只相當於地球大氣密度的1%,而且只有薄薄的壹層。這似乎也差了那麽“壹點點”!當我們漫步在火星的表面,有可能會隨時隨地的被宇宙深處射來的宇宙射線壹擊致命。或者是被太空中飄來的小隕石,甚至是太空垃圾,砸中腦袋……這是在地球上的人從來沒經歷過的怪事,但到了火星上卻是極為平常的事情。當然這壹切都是因為火星大氣太稀薄,不足以保護它上面的任何生命(如果有生命的話,恐怕早已鉆到深深的地層下面了)。火星大氣中的二氧化碳占據了95.3%。地球上的比例來算,二氧化碳的濃度倒是和地球上差的不多,如果溫度和光照合適,我們可以在溫室裏直接利用火星大氣的二氧化碳,栽培綠色植物,進而產生氧氣。
再有就是火星上的水,恐怕也因為那麽“壹點點”,而成為極為珍貴的資源。火星的晝夜溫差可以達到160攝氏度。而且表面時常會從兩極刮起時速400公裏的暴風。火星上真的有火星人的話,恐怕他們已經有很長壹段時間沒有見過水的液態是什麽樣的。火星上的水更多的是以冰霧和固體的狀態出現,也只有白天可以測到,到了夜晚,它們會沈降回兩極的地面。且不單是水就連二氧化碳也會在極夜時被凍成幹冰,降落到極地的地表。
只要火星的磁場不恢復,那麽現在火星上發生的所有自然變化,都不會預示著火星環境會向有利於人類宜居的方向發展。
縱觀太陽系,火星可以說是跟地球最相近的壹顆行星了,火星的環境,相對來說跟地球的相似程度最高。
也許正是因為此,近些年來,人們對於火星的 探索 力度,也是越來越大了。美國40多年前就有發射過火星探測器,未來幾年,美國還打算將宇航員送上火星,美國公開表示過將會在2030年左右將宇航員送上火星,雖然我並不懷疑美國的航天實力,但是我覺得這個時間應該是有所延遲的,登陸火星,需要的克服的困難有很多。
火星和地球的距離是時刻發生變化的兩者最近的時候距離為5500萬公裏,而即使是這個距離,從發射探測器到探測器登陸火星,也需要至少6個月的時間。在2018年的時候,火星和地球的距離達到了最近,而這個周期是15年左右,下壹次是2033年,再下壹次是2048年,如果美國決定在2033年的時候將宇航員送上火星,那麽留給美國的時間也只有10年左右了。
登陸火星,需要克服的困難有哪些呢?首先壹點就是技術問題了,美國雖然將宇航員送上過月球,但是登陸火星和登陸月球不可同日而語,要知道月地距離只有38萬公裏,連火星跟地球最近距離的百分之壹都沒有,所以這就意味著飛船要攜帶足夠的燃料以保證至少長達壹年的飛行,因為返回也需要燃料。除了攜帶足夠的燃料之外,也得保證攜帶足夠的食物供宇航員食用。
這個問題我換個提法,大家能迅速的理解真諦。銀行的位置清楚了,保險箱拆除技術也掌握,那麽離銀行的錢隨便花還差幾步?——那就是離我們登錄火星的距離啊!
人類1969年就已經登陸月球,正所謂“我自己的壹小步,人類的壹大步”,到如今仍然振聾發聵,言猶在耳。
對比月球的無邊荒涼,毛都沒有;火星在人類輪番的探測之下,不斷有重大的喜訊傳來——火星南極冰蓋下1.5公裏處發現了壹個直徑大約是20公裏的液態水湖泊——水不成問題了;火星大氣密度約為地球的1%,雖然大氣的主要成分是二氧化碳,但是氧氣好歹占火星大氣的0.15%——氧氣也實實在在的有了!
這等喜人的條件吸引之下,為什麽人類仍舊裹足不前?難道還需要火星人列隊迎接嗎?
不是,答案就兩個字——沒錢!
我們按照2011年發射,2012年登陸火星的“好奇號”火星車為例,該項目耗資25億美元。嗯,看起來壹般般吧,應該褲腰帶勒緊點,錢就足夠了。
美國NASA的年度預算,2017年大概在194億美刀,2019年突破了200億美刀;近年來總體壹直在200億美刀之間徘徊,乍壹看,應付得來啊。真實情況真的如此嗎?
載人登陸火星,和發射壹個探測器到達火星對比,難度就如同妳從廣州發壹份快遞到北京,撐死了25塊錢;然後妳親自路上無補給,步行去壹趟北京,妳算算其中的差別。目的聽起來差不多,其實難度花費絕對不是壹個數量級。
火星往返之旅需要大約2年,壹旦載了人,那就完全不同了。根據NASA的預算報告,載人登陸火星的花費在1000億-4500億美刀之間,而且宇航員存活成功率沒有保障。
載人登陸火星,對於美國來說,好比中國硬上大型粒子對撞機的感覺。壹下子就得燒掉未來數十年的錢。
別看現在特朗普滿口開火車的樣子,等批預算時,妳就可以看到他崩潰的臉。
說到底,人類是作死的種族比較貼切,人類現在是沒有迫切的理由載人登陸火星而已。美國的軍費開支預算今年已經達到7160億美刀!妥妥的可以保證2-3回的火星之旅不止了!
除非發生了重大的人類***同的生存危機,大家放下成見,世界大同,把軍備競賽停壹停,去火星的錢就足夠燒了。
如果真的把軍費都省下來,讓我們去火星,怎麽感覺這個思路真的太火星了壹點呢!
我是貓先生,感謝閱讀。
這是趙本山和宋丹丹在小品《嘮嗑》裏的臺詞,是宋丹丹回答趙本山提出的腦筋急轉彎問題,問:把大象裝進冰箱裏,壹***分幾步?宋丹丹這個回答很精彩,復雜問題簡單回答。
有些問題簡單點好,對諸如“把大象裝進冰箱裏,壹***分幾步”之類的扯蛋問題,壹下子就可以噎回去,而且也符合邏輯。但對於壹些復雜的科學問題,可以設法通俗說明,但不能簡單。
老美弄了十幾個無人探測器上去,成功率很高,還派了5、6輛火星車上去,有的在火星轉戰南北十幾年,還在孜孜不倦的探險著。其他國家和地區只有印度成功過1次,歐洲航天局半瓶子醋過1次;前蘇聯和俄羅斯發射了十幾次都以失敗而告終,其他國家連火星毛都沒沾過。
在這樣壹種狀態下,還談什麽分幾步登上火星?除了美國,其他航天大國還要分幾步能夠把無人探測器發射到火星還差不多。
火星在移動,地球也在移動,所以這種導航的精準性比拿步槍集中壹個幾百公裏外的靶心還要精準。
去年NASA發射的洞察號火星探測器在太空就飛行了6個月又21天,飛行裏程達到4.8億多公裏,到達火星,僅用了7分鐘,就由進入大氣層19800公裏時速,降到8公裏時速,精準的降落在火星赤道附近的預設地點。
這是要非常高級的導航調控技術和經驗的,目前只有NASA能夠達到這麽嫻熟的操控。
火星有水已經得到證實,但只有固態冰凍水,主要分布在兩極地區的地底下;火星大氣稀薄,只有地球密度的1%,而且主要是二氧化碳,占總量的95.7%,另外還有2.7%的氮氣、1.6%的氬氣,氧氣只有0.15%,只有地球大氣氧氣量的1/14000;地表氣壓為7個毫巴,只有地球地表氣壓的1/142;火星溫差160度(攝氏度,後同),最高溫度為夏天赤道27度,最低溫度為冬天的-133度。
從以上環境來看,人類要在火星活動,必須有嚴密高質量裝備,比如密封供氧的基地和宇航服,就像在月球上活動差不多。但有壹點,就是大氣雖然比地球差,但總聊勝於無,比月球好多了。
這樣人類在實施火星改造計劃時,可以通過抽取大氣中那少的可憐的氧和氮,制造可供人類呼吸的空氣,通過制造溫室氣體或制造小行星撞擊等技術措施,融化地下的冰凍水,總比從地球上帶氧帶水劃算多了。
第壹個層次送宇航員到火星探險,這個NASA已經有了計劃,分兩步走,壹步是2020年前後重返月球,在月球上技術練兵,建立基地,為載人登陸火星做準備;第二步在2033年左右送人登上火星。
第二個層次是火星改造計劃,也是NASA制定的,現在也算開始實施,2033年左右送人登陸火星就是第壹步。
然後多次考察後,在火星上建立基地,再建立以核能為動力制造溫室氣體的大型化工廠,日夜向大氣中釋放溫室氣體(也包括小行星撞擊、鏡面反射陽光等其他方法給火星加溫的方案),使火星逐步達到能夠融化火星地下冰凍水的溫度,在火星上形成海洋;隨後把經過基因改良適應火星種植的植物種子灑在火星上。這個時期的絕大部分工作量將由人工智能,也就是機器人來完成。
這樣通過千萬年用生態的方法改造火星大氣,還設法使火星產生磁場,最終把火星建設成壹個碧波蕩漾環境宜人的宜居星球。
這裏面的步驟就多了,是壹個人類前赴後繼子子孫孫愚公移山的工程,在此不壹壹介紹,有興趣的可以閱看時空通訊以前發表的相關文章。
火星改造完成後,人類將大規模逃離越來越不宜居的地球,移民火星。
雖然NASA已經確定火星上有水,有氧氣,比的月球環境要好壹點,但是登陸火星不是和登陸月球壹樣,反而比登陸月球還有難。
火星基地方案
首先需要考慮是到火星的距離。大家都知道我們人類離月球的距離是38萬公裏,50年前阿波羅任務歷經6次成功的將12名美國宇航員送上了月球,每次任務都在兩三天內就完成了。而火星離地球的距離是月球的150倍,繞太陽運行的速度與地球不同,只有當火星運行到特定軌道才能有最佳的發射時間窗口。這個發射窗口每隔幾年就會打開壹次,所以時機是至關重要的。而且,要安全地到達火星單程就需要幾個月,甚至壹年。估計NASA這次的火星載人探測總時間預計在三年左右。
其次是飛船以及宇航員的必備品。火星的大氣環境和地理環境對飛船要求也是非常重要的。人類的探測器成功登陸火星比登陸月球的幾率還低,怎樣安全穩定的登陸火星,需要這些年對火星的不斷研究得出的數據進行分析,來改進飛船技術。
另外往返火星的時間跨度很長,宇航員的生活必備品---水、食物、氧氣需要如何解決,如果火星上的水和氧氣可以利用,怎樣解決宇航員在火星的食物,是能夠使人類在火星持續生存的條件。還有太空輻射以及太空碎片時刻威脅著宇航員的生命,必須解決宇航服的耐用性。
最後也是最主要的是宇航員的身體 健康 。俄羅斯和美國對宇航員在國際空間站的工作時間也慢慢的固定到六個月,也有個別的宇航員在太空站工作壹年的時間。隨著對宇航員太空飛行時間的延長,生理測試也隨之增加。
在太空失重、隔離、限制封閉環境、太空輻射、離地球的距離等各方面的因素,對人類身體 健康 影響的研究表明,這些都會嚴重影響到人類的心臟、內循環、體內液體、骨骼、肌肉以及心理等方面。壹旦宇航員到火星就是兩三年的時間,根據NASA的壹些消息,已經對壹些宇航員進行火星模擬訓練,隨時等候參加火星任務。
登陸火星
總之,如果要將人類送上火星之前,必須確保人類的各方面計劃已經可以應對未知危險,以確保能夠進行火星之旅後安全回到我們的藍色地球。
火星
我覺得還是相當的遠。
其實最近美國航天局在火星上取得了很不錯的 探索 發現,比如:南北極冰蓋下有液態水。
其次還發現了火星表面上有有機會,以及發現火星大氣當中有少量的氧氣。
看起來,似乎萬事俱備,只欠人類上去移民了。但實際上,這距離人類可以居住還相距甚遠。那為什麽這麽說呢?
首先,火星上雖然有氧氣,但是這點氧氣,其實對於人類來說相當於沒有。這是因為氧氣的含量要達到壹個比較合適的區間才會適合我們人類的呼吸系統。如果氧氣太少,或者太多,都對人類的生存會構成很大的威脅。
其次,火星的大氣層特別稀薄,所以沒有辦法把熱量保留住。 在火星赤道附近,白天的溫度可以達到20℃,夜間會驟然降低到-80℃左右,溫差在100℃左右。因此,晝夜溫差特別大,這也是無法克服的。
而且因為沒有臭氧層,所以也抵抗不了紫外線,這紫外線對於人體的殺傷也是巨大的。
然後,是發現了液態水,但是就這點水,說實在的塞牙縫都不夠,更不要說用來支持生命活動了。
最後,還有壹點很恐怖,那就是火星基本上涼了,而且沒有地磁,這就意味著太陽吹來壹陣太陽風,火星上的生命就都得遭殃,地球之所以適合人類居住就在於有很強的的地磁,能夠抵禦住太陽風。
NASA已經確定火星上有水,現在連氧氣也有了,人們離登上火星還差幾步?
火星有水嗎?這早已不是秘密,火星壹直有水,只不過是固態冰凍的水,兩極的冰蓋和中高緯度地區的撞擊坑內,都封凍了大量的水!當然火星地下的液態鹹水湖確實是壹個新聞,畢竟火星上還從未在表面發現過液態水!
火星的極冠,各位能看出這是火星南極的極冠呢還是北極的極冠?
火星南極附近地下液態鹹水湖位置與地層示意圖!
那麽火星的氧氣在哪裏?火星只有壹個地球大氣壓1%的二氧化碳大氣層,氧氣從哪裏來?
其實只要有水,火星的氧氣並不是什麽問題,盡管火星赤道地區獲得的太陽能大約只有地球的壹半,大約700W/平方米,但只要有足夠面積的太陽能電池,電解水獲得氧氣是壹件非常容易的事情,因此大氣層中是否有氧氣並不是人類移居火星的關鍵!那麽哪些條件才是呢?
改造火星的千年計劃,但至少在現在,是不敢奢求這樣的計劃的,畢竟人類還有自知之明!
但上圖中的小規模聚居區卻是可以實現的,只不過需要付出點努力罷了!人類現在能達到這樣的技術水平嗎?可能有點難度!畢竟火星表面能就地取材的建材並不多,大部分都需要從地球運送到火星,因此繞不過去的有幾個坎:
1、大推力火箭
2、適合運送大件建材的飛船
3、適合火星快速來回的引擎
為什麽大推力火箭和與火星快速來回的引擎分開說明?因為火箭只負責將飛船運送的到近地軌道,剩下的就只能由空間引擎來接力了,因此高效大推力的引擎非常重要,否則壹趟火星來回需要好幾年,建設成本與周期都太長!當然這只是運輸技術,還有如下技術需要獲得保證!
1、封閉環境內的生態技術,比如生物圈壹號二號的經驗盡管不成功,但不成功本身也是壹種經驗
2、人體在長時間的宇宙航行中的心理以及生理狀態掌控
3、遠程醫療技術改善,畢竟以後就只有隨隊醫生的支援了
4、火星土壤改良,據稱火星表面土壤含有有害物質,不太適合種植,因此必須要改善土質,否則植物可能難以成活!
......
從技術層面而言,登陸火星並不是壹件難以實現的事情,上圖中的火箭,即使壹次不行,但兩次在軌道組裝,絕對可以完成載人登陸火星的計劃!但如果要在火星建立常駐基地,那麽就不是那麽容易壹件事情了,可以預見的是,未來火星載人登陸相信可以在五十年內實現,但基地,可能100年內都不壹定能建立!
火星壹度被認為存在外星人,但進過科學家們的幾輪探測發現上面並沒有什麽生命。雖然科學家們仍然對火星的探測充滿希望,甚至已經發現了水以及少量氧氣,但是這些並不意味這火星就存在生命,或者說人類就可以在火星上生存。
火星雖然是地球的鄰居,但是地火之間的距離還是有點遠,至少對於我們人類來說,卻是天文學距離。地火距離最近的時候也有5500多萬千米,即便是光也得花3分多鐘跑這麽遠的距離。如果是人類的飛船,飛行個半年都屬於正常。而人類目前唯壹登陸過的星球僅僅是月球,這麽遠距離的登陸火星,對於人類來說是個極大地挑戰。就連普朗特他都不敢說美國能夠再次無傷載人登月,更別說登陸比月球遠不知道多少倍的火星了。至少對於人類目前來說,登陸火星技術還不太成熟。
另外,火星難以登陸的另外壹個原因就是火星存在大氣層。月球幾乎沒有大氣,所以登月時月球車不會發熱。但是登陸火星就不壹樣,登錄器高速飛行下,會和火星大氣發生劇烈摩擦,稍有不慎,就可能器毀人亡。好多國家,包括我國,都沒有嘗試過發生無人火星登陸器。再者,即便登陸上了火星,如何建立火星基地也是個大問題。因為火星的環境,根本不足以支撐像人類這樣的生物生存。
所以說,人類距離登陸火星,還差的遠。
確定地說,還差的很多,很多!
火星上確實有水,而且是液態水,在火星兩級的冰蓋下面。不過說擁有氧氣有些不嚴謹了,火星上幾乎沒有任何大氣,空氣非常非常稀薄,當然也不可能壹個氧氣分子都沒有,但妳能說這樣的環境就是擁有氧氣嗎?我們壹般都會說火星上沒有氧氣,正如說太空是真空環境壹樣,事實上並不真的是真空!
而且,即使擁有水和氧氣,距離登陸火星也差的很多。對於目前的人類來說,擁有水和氧氣並不是最主要的,即使登陸了火星,也不可能用上火星上水,更不可能用火星上非常非常少量的氧氣!
說白了,人類必須自己準備水和氧氣!
而在人類更加深入地 探索 火星之後,比如說準備長時間在火星上居住,甚至定居火星,火星上的水和氧氣資源就顯得尤為重要了,特別是水!因為氧氣相對來說更容易被制造出來,而水是更加寶貴的資源!
所以說,火星上擁有水對於人類來說是個好消息,但目前的階段對於人了 探索 火星並沒有多大影響和幫助,因為人類遠沒有達到利用火星上的水的 科技 ,水的存在頂多是人類 探索 火星的動力!