科學家在火星上發現液態水,人類是不是可以登陸火星了?

科學家在火星上發現液態水,人類是不是可以登陸火星了?

準確的說火星發現液態水會加速人類登陸火星的計劃,但非可不可以登陸火星的依據,因為登陸火星的技術跟火星有沒有水并沒有關系。

火星與月球,哪個跟難一些?

火星直徑6790千米,距離地球最近也超過2.2億千米,月球直徑3470千米,一直環繞著地球公轉,距離38萬千米左右,從距離來看明顯是月球更容易一些,當然這是想當然的判斷,事實上卻需要分析多個條件:

  • 月球距離近,火星距離遠
  • 月球無大氣,火星有一個稀薄大氣層
  • 月球通訊延遲小,火星通訊延遲長,甚至會可能中斷通訊

首先從距離來分析

出發去月球和火星都需要第二宇宙速度,也就是脫離地球的速度,這個速度是11.2千米/秒,但到達月球的橢圓軌道遠地點是38.4萬千米外的月球,而到達火星的橢圓軌道遠地點至少也是5500萬千米!

一般前往月球的飛行器都會使用這種在近地點點火加速,讓橢圓軌道的遠地點不斷延伸,一直到遠地點進入月球的引力范圍,然后再減速被月球引力捕獲,進入環月軌道,在擇機登陸月球。因為使用這種多次點火的方式入軌,盡管時間會比較久,但節省燃料與投資,在不趕時間無人探測方面是優選的!

但要登陸火星就不是那么容易了,首先火星和地球是在太陽不同距離上公轉的兩顆行星,在公轉的不同時間里,兩者之間的距離會從5500萬千米到4億千米不等,因此等探測器用這種繞軌的方式繞到能夠著火星時,火星應該剛好出現在那里,當然也可以中途稍稍修正下,但初期軌道計算還是要比較準確,否則連修正的機會都沒有了!

這是印度曼加利安探測器前往火星之路,推力不夠時間來湊,只能一次次不厭其煩的繞才可以!因此不僅控制計算難度增加,火箭燃料也需要大大增加,我們可以從登月火箭和未來登陸火星的火箭做個對比,難度差多少

上圖是執行嫦娥計劃的長征系列火箭運載能力

上圖是長征五號的運載能力,很明顯未來執行火星探測任務的長征五號要比三號強得多。

月球無大氣,火星有大氣,哪個容易登陸?

重返大氣層大家都知道,不死也得脫層皮,因此火星有大氣肯定很難,但事實上卻不是這樣,主要是火星大氣稀薄,它可以作為部分減速,但在稀薄大氣中打開降落傘可不那么容易!而月球無大氣則沒有這個壓力,但有一個事情我們必須要了解,我們從月面發射到月球軌道需要多少燃料,那么從月球軌道返回月面時也要多少燃料,沒有大氣層消耗,必須要燃料來減速。因此登陸月球的燃料是“雙份”的!

NASA洞察者登陸火星,正在穿過大氣層(示意圖)

嫦娥三號登陸月球,全程動力下降

火星通訊延遲是最要命的

月球通訊延來回也就2S,就是感覺和一個反應慢點的人哈拉,還能夠接受,但火星至少也有3分鐘的延遲,最慢需要二十幾分鐘(單趟),來回就更久了!還有火星自轉遮擋,還有地球太陽和火星的軌道,因此這個難度是超高的。

另外與深空探測相關的航天器定位很多朋友可能忽略了,一般在執行月球和火星探測以前,在甚長基線干涉定位上必須要先過這個難關,否則航天器到哪了都不知道才是最大的問題。

洞察者登陸時的中繼小衛星

幾個因素來看,距離成了難度的第一要素,距離一遠,啥問題都跑出來了!拍腦袋確定的難度還真沒錯!

水會成為我們登陸火星的關鍵因素嗎?

火星有水其實大家都知道了,畢竟兩極的冰蓋(部分為二氧化碳)封凍的水也是天文數字,在火星北部的Korolev隕石坑內,常年被1.8千米厚的冰層所覆蓋。

這不是二氧化碳的干冰哦,可是確確實實的水冰,因此火星上一直都有水的存在,2018年7月,火星特快探測器發現火星南極附近表面以下約1.5千米處存在一個直徑達到20千米的鹽湖。

其實對于人類登陸火星的資源利用角度來說,1.5千米以下的鹽湖根本就沒有用處,不只是我們無法飲用鹽水,而是它實在太深了!而在撞擊坑內的水冰對我們更容易些,所以發現液態水根本就不是我們登陸火星的理由!但液態水的發現另具重大意義!

  • 火星有液態水意味著什么?

咸水我們沒法直接飲用,1.5千米深以下也沒法用,有什么意義?其實這意義就大了!

  1. 表示遠古火星曾經存在海洋或者至少是湖泊
  2. 有大片水域存在過,意味著曾經可能有生命

大片的冰層要滲透到地下是不可能的,除非地質運動全部掩埋,但這個鹽湖直徑達到了20千米,明顯就是不可能的事情!因此從液態的海洋或者湖泊滲入地下空間是非常有可能的!

那么問題來了,滲入地下的水體中是否含有火星遠古微生物呢?現代火星已經成了不毛之地,火星沙塵暴也刮了數億年,火星遠古生物的遺跡早已消失不見,如果能在鹽湖中找到生命,這個意義有多大?

太陽系中第二個存在生命的天體

這個發現將會被記錄于在冊,名垂青史,當然更重要的是科學意義,對于研究所命起源,更是多了一條火星的演化路子,對于系外行星生命的研究,同樣極具參考意義!

無論火星是否有生命,登陸火星都計劃都不會改變,因為火星有水,引力也比較小(只有地球的1/3),也有二氧化碳大氣層,有各種所需的資源,作為未來的深空前進基地再好不過!

5 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 能源?各種金屬?

  2. !∮\n申迪↖父 兇

  3. 不管是什么星球兩極最有可能有水,有水就有可能有生物存在,

  4. 那水能供人類飲用嗎?還有哪里的空氣溫度環境……適合人類移民生活嗎???能耕種生產糧食不?誰愿意先去做小白鼠???[大笑][大笑][大笑]

  5. 主要是飛船研究方面有待進步!深空探測問題解決大半。