我国天问一号着陆巡视器于2021年5月15日成功在火星乌托邦平原着陆。中国国家航天局于6月11日公布了我国"祝融号"火星车在火星拍摄的影像,其中包括火星的地形地貌、中国火星车在火星上留下的探测痕迹以及巡视探测等,这些影像标志着 中国第一次火星探测任务获得成功 。 祝融火星车 近些年来,大部分的国家都对火星的关注度比较高,更是 对火星的探索开展了半个多世纪 。在太阳系的八大行星之中,距离地球最近的分别是金星和火星两个行星,然而从数据上看, 金星要比火星距离地球近得多 ,且金星的体积和质量也与地球更加相似,可以说是地球的"孪生姐妹"。 "孪生姐妹"星球 "孪生姐妹"星球 但是人类对金星的 关注度却不如火星高 。于是很多人因此感到疑惑,为什么科学家们放着距离近的金星不探索,反而争相去探索距离地球更远的火星呢? 金星、火星与地球之间的对比 金星和火星同为类地行星,都是像地球一样的 岩石天体 。但是金星的大小、质量、与太阳的距离以及体积成分都和地球 更加相似 。我们可以看一下金星和地球的数据对比。金星的半径大约为6051公里,而地球的半径大约为6378公里,可见金星和地球在大小上没有很大的差别,金星的体积大约是地球的88%,质量是地球的80%左右。所以, 金星通常被描述为地球的"双胞胎" 。 金星 同样的,我们可以将火星与地球的数据也进行对比。火星的半径大约是地球的53%,体积只有地球的15%左右,质量也只有地球的11%左右。通过这些数据我们可以看出, 火星与地球的差别很大 。 金星是离地球最近的行星,平均距离大概为 4100万千米 。而火星在距离地球最近时的距离都达到 5500万千米 ,而在最远时,与地球的距离可以达到 四亿千米 。因此,单从以上两者与地球的数据差别来看,人类前往金星肯定比前往火星要更加容易一些。实际上,早期的科学家也是这么认为的。于是,金星就成为了人类早期进行宇宙探索的首要目标。 金星与地球 人类对金星的探索 事实上,人类对太阳系行星的探索首先就是从金星开始的。早在二十世纪六七十年代,世界上两个主要的航天大国前苏联和美国都 更加倾向于对金星进行研究和探索 。迄今为止,前往金星和路过金星的探测器已经超过了 四十个 了,获得了大量与金星有关的科研资料。 特别是前苏联对探索金星的热情度很高,曾经发射过十多颗探测器前往金星,如今我们很多关于金星的资料都来源于前苏联的探测器。 苏联探测器拍摄的金星照片 虽然人类发射了四十多个探测器前往金星,但是却没有一次是完美完成任务返回地球的。在所有到达金星的探测器中,最短的几分钟就坏掉了,而探测器 最长的工作时间也只达到了110分钟 。可见,在探索金星的路上充满了坎坷。 人类发射探测金星的首个探测器是前苏联于1961年2月12日发射的 金星一号探测器 。遗憾的是它在距离地球756万公里时通讯中断, 任务失败 。在这之后,前苏联该系列的探测器一共发射了十六个。其中金星七号探测器于1970年12月15日穿过了金星浓厚的大气层,冒着高温首次实现了人类在金星表面的 软着陆 ,传回了金星表面温度等数据。 而美国也紧跟着前苏联开始了对金星的探测,主要有水手号、麦哲伦号的系列探测器。其中美国1962年发射的水手二号金星探测器在距离金星3500千米处飞过时,第一次测量出了金星 大气的温度 ,并且拍摄了 金星的照片 。 金星表面照片 正是因为人们对金星的探测活动,以及测量出的相关数据,虽然这些数据都不够精准,但也已经让人们意识到金星的实际情况与我们想象的 相距甚远 。实际上,金星只是从体积和质量上与地球很相似,也都有大气层,但是它的 表面环境却与地球完全不同。 金星的环境 人类经过长时间不断对金星一系列的探索之后,探测出了许多关于金星的数据。金星的 表面温差比较平衡 ,它不仅在两个半球之间而且在赤道和两极之间都始终保持恒定的温度。与地球相比,最大限度地减少了 季节性温度变化 。 不过由于金星大气层 96.5%都是二氧化碳 ,所以会产生很严重的 温室效应 ,导致金星的表面温度高达 462℃ ,成为了太阳系八大行星中温度最高的行星,并 不适合人类生存 。 太阳系中的八大行星 众所周知,一个行星上如果不具备磁场,自然也就不会存在大气层。但是金星却是一个例外,金星上面 磁场非常弱 ,但是却有着一个极其稠密的 大气层 。 更为恐怖的是金星的大气层主要由二氧化碳和氮以及其他微量气体组成,其中二氧化碳的含量高达96.5%,要知道地球上二氧化碳的含量才只占0.04%。金星的大气质量是地球的92倍,而其 表面的压力大约是地球的93倍 ,相当于地球海洋下面近一公里深度的压力。 除了温室效应和大气压力之外,金星大气浓密的二氧化碳上层是厚云,主要由硫酸组成。因此在金星上经常会降落具有腐蚀性的 硫酸雨 。而且金星上厚厚的云层将照射在它们身上的大约 90% 的阳光反射和散射回太空 。 金星上的厚云 永久的云层覆盖意味着虽然金星比地球离太阳更近,但它在接收到的阳光与地球相比较少。大约每四到五个地球日,云层顶部的 强风 就会以 300 公里/小时的 速度环绕金星。金星上的风以其自转速度高达 60 倍的速度移动,而地球上最快的风只有 10-20% 的自转速度。 金星的大部分表面似乎是由 火山活动 形成的。金星的火山数量是地球的数倍,它有 167座 直径超过 100公里 的大型火山,而地球上唯一有如此规模的火山群便是夏威夷群岛。 金星表面的火山 这不是因为金星的火山活动比地球更活跃,而是因为它的 地壳更老 ,并且没有经历同样的侵蚀过程。2020 年 1 月,天文学家报告的证据表明金星目前有火山活动,特别是发现了 橄榄石 ,这是一种会在地球表面 迅速风化的火山产物 。 由此可见,金星的温度、大气、火山等生态环境条件都与地球相差甚远,并不像人们刚开始所想的一样,金星并不是太阳系中最适合人类居住的行星,甚至对人类来说可能是 "人间地狱" 。 火星的环境 通过人们对太阳系的不断探索,发现火星与金星大不相同。尽管火星的体积和质量都比地球和金星小,但是火星的地表环境与金星相比却要好得多,而且也与地球的表面环境更加相似。比如, 火星上的重力大概是地球的38% ,这让许多人都认为人体能够适应。 火星 在太阳系的所有行星中,火星的时间、季节与地球最相似。因为火星自转一周所需要的时间大约是 24.6小时 ,公转一周所需要的时间大约是 687天 。并且两颗行星的自转轴倾斜也相似,所以火星上是存在 四季变换 的。火星季节的长度大约是地球季节的 两倍 ,因为火星与太阳的距离更大导致火星年大约是两个地球年。 火星的大气密度大约只有地球的1%,十分 干燥 。火星地表的平均温度为 零下55℃ ,因此,火星上的水以及二氧化碳都很容易被 冻结 。除此之外,火星近日点和远日点之间有很大的温差,是因为火星上稀薄的大气并不能储存太多的太阳热量以及火星土壤的体积热容量低。火星地表温度最高时为 27℃ ,而最低时为 零下133℃ ,但是这已经是太阳系所有行星中与地球最为相近的了。 火星大气层 现如今,科学家们已经掌握了很多的证据证明 火星上曾经有过湖泊或者海洋 ,而且火星地表有 液态水 流动的痕迹。不仅如此,火星上还有两个永久的极地冰盖,而这两个极地冰盖可能主要由水组成,科学家提出,如果火星南极冰盖中的冰 完全融化 ,将足以覆盖整个行星表面,深度达可11米。 火星表面 通过以上这些发现来看,火星的生态环境远远要比金星更好,更加适宜人类的居住。而这也显出了 火星的价值 ,所以地球上大部分的国家都争相前往火星探索。 人类真的可以前往火星居住吗? 目前对于行星宜居性的理解通常等同于液态水是否可以存在于行星表面。但是这也并不能代表人类不能够居住在特定环境中,比如地球的南极表面并 没有液态水 ,但是几十年来却 一直有人居住 。 火星中极其稀薄的大气层对人类来说是一个挑战,火星表面几乎没有热传递,也很难抵抗住太阳风的袭击,而且火星的大气压力并不能将水保持为液态。最近也有证据表明,火星表面的任何水都可能 太咸或者太酸 ,无法维持陆地生命的正常需求。 火星上的液态水 在经过数十颗探测器不断对火星进行探测研究以后,我们发现,与太阳系的其他行星相比,火星的环境相对来说是最适宜人类居住的。而且在八大行星当中, 火星是除了金星以外距离地球最近的行星 。 人类如果在火星的表面建设封闭式的基地的话,在上面进行科学研究是可行的。人类甚至还有可能在火星上建立循环式的生活基地,实现在火星生活。 小结 综合看来,火星的环境与金星的环境相比要 更加适宜人类生存 ,因此,人类探索火星的意义要比继续探索金星大得多。我们要知道,行星的轨道位于宜居带内更加有利于提供适合生命出现的条件,同时也有利于行星表面产生 液态水 。目前相对于太阳来说, 宜居带 从金星外延伸到火星附近,这会给人类未来对火星的探索提供更多的 保障 。 宇宙中虽然可能存在其他适宜人类居住的星球,但是目前人类还没有足够的能力可以迁移到其他的星球上去。因此,我们更加要好好爱护我们的地球,保护好我们的家园。