歐陽自遠(yuǎn)

火星—

地球的姐妹

火星與地球同屬太陽系的類地行星，它是地球的近鄰?；鹦蔷嗟厍蜃疃叹嚯x為5500萬千米，質(zhì)量接近于地球的11%，半徑約為地球的1/2，重力相當(dāng)于地球的1/3，火星的太陽常數(shù)是地球太陽常數(shù)（日地平均距離上，大氣頂界垂直于太陽光線的單位面積每秒接受的太陽輻射）的43%。

火星的自轉(zhuǎn)周期約為24.66小時(shí)，與地球的24小時(shí)相近?；鹦堑睦@日公轉(zhuǎn)周期為687天（地球?yàn)?65天），一個(gè)火星年相當(dāng)于1.89個(gè)地球年。由于火星的自轉(zhuǎn)軸傾角為25.2°，與地球的23.5°類似，因而火星和地球在一年之中，都會(huì)有春、夏、秋、冬的季節(jié)變化。

? 地球與火星

? 火星表面是一個(gè)寒冷、干燥、貧瘠和荒蕪的世界

? 天線組陣技術(shù)能有效解決深空探測中信號(hào)路徑損失嚴(yán)重等難題

遠(yuǎn)古時(shí)期的火星，曾是一個(gè)氣候濕潤、生態(tài)環(huán)境較適宜生命繁衍的世界，大氣層也比現(xiàn)在稠密，表面曾出現(xiàn)過遼闊的海洋、星羅棋布的湖泊、涓涓流水的河流和洪水泛濫形成的沖積扇。各種理論研究表明，當(dāng)時(shí)火星表面的水體總量，平均可覆蓋火星表面深達(dá)100米。然而，火星表面的水體有相當(dāng)一部分通過大氣、電離層被太陽風(fēng)吹走而丟失;另一部分，則可能以凍土和地下冰層的形式被保存了下來。

現(xiàn)在，火星表面幾乎沒有液態(tài)水的活動(dòng)，人們只能看到它們的“遺跡”——在火星的北半球，裸露著干涸的海洋盆地、湖水蒸發(fā)后留下的各種鹽類礦物的小洼地和一些已經(jīng)干涸殆盡的古河床。

如今的火星僅保留了一個(gè)稀薄的大氣層，其中的大氣成分組成以二氧化碳為主，占95.3%，其他微量氣體有氮、氬、氧、一氧化碳和痕量水蒸氣、甲烷等，火星的大氣壓是地球的0.6%～1%。這里的冬季最低溫能達(dá)到-125℃，夏季最高溫度僅為22℃，平均氣溫是-63℃?；鹦潜砻娴娘L(fēng)速極大，易誘發(fā)區(qū)域性或全局性的塵暴，相對于地球來說，這里可謂是“寒冷”“干燥”“貧瘠”“荒蕪”的代名詞。

探測火星，

為了“再造一個(gè)地球”

? 改造火星“三部曲”：紅色火星-綠色火星-藍(lán)色火星

? 移民火星是人類的夢想

既然火星有這么多“槽點(diǎn)”，為什么科學(xué)家還要花大力氣去探測火星呢？目前，科學(xué)家們已多次召開“改造火星”的研討會(huì)，嚴(yán)肅探討了將其改造成“藍(lán)色行星”的可能性，提出了改造愿景、科學(xué)步驟和實(shí)施方案。要將火星再造成一個(gè)“地球”，首先要提高火星表面的溫度;其次，增加火星大氣的濃度，改變大氣組分;第三步，建立火星表面的生態(tài)環(huán)境;第四步是建立火星農(nóng)牧業(yè)，解決糧食自給問題;第五步，也是非常重要的一步，要建設(shè)能源和原材料供給相關(guān)的工業(yè)設(shè)施。等這些都具備了，就可以開始建設(shè)人類的生活基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)施火星旅游或移民了。

火星改造的最重要前提，就是頭兩步。為了提高火星表面的溫度，有科學(xué)家提出在火星上建造“超級(jí)溫室氣體工廠”等多種方案，通過制造四氟化碳等高效溫室氣體，引發(fā)大氣層的溫室效應(yīng)，使其表面趨暖。如果科學(xué)家加熱火星表面、加厚火星大氣層成功，會(huì)使火星極地冰蓋的干冰融化，釋放出二氧化碳，而二氧化碳增多又可增強(qiáng)大氣層的溫室效應(yīng)。待極地水冰和火星土壤中的水冰逐漸融化后，一旦火星赤道附近的溫度長年保持在0℃以上，就可以有穩(wěn)定的液態(tài)水供應(yīng)。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，人類就可以選擇培育能促進(jìn)光合作用的菌類和苔蘚，在火星上逐步開展植樹造林。光合作用使二氧化碳逐漸變成氧氣，進(jìn)一步培育出能釋放更多氧氣的超級(jí)植物，加快火星上氧氣的增長速度，逐步改變火星大氣的組分。隨著大氣濃度和氧氣濃度的提高，未來的火星居民可能不用穿太空服，就可走出戶外，普通飛機(jī)也可以在火星上起降……可以想象，紅色火星將逐步被改造成綠色火星、藍(lán)色火星。

火星探測最主要的目標(biāo)

火星生命活動(dòng)信息的探測，包括現(xiàn)在的生命活動(dòng)信息、過去是否存在過生命、生命生存的條件和環(huán)境等。

關(guān)于火星本體的主要科學(xué)問題，如火星的空間環(huán)境、磁層與電離層的結(jié)構(gòu)與特征，火星大氣層的成分、密度、結(jié)構(gòu)與成因，火星的地形與地質(zhì)構(gòu)造特征，火星的化學(xué)組成與化學(xué)演化，火星的內(nèi)部物理場與結(jié)構(gòu)等。

大多數(shù)研究行星科學(xué)和深空探測的科學(xué)家堅(jiān)信，通過人類的智慧和努力，火星完全能被改造成生機(jī)盎然的“小地球”，再現(xiàn)“青山綠水”，成為人類的“第二家園”。 人類自1960年以來已發(fā)射了40余個(gè)火星探測器，實(shí)現(xiàn)了飛越火星、環(huán)繞火星探測、著陸器與火星車探測等多種探測方式，目前正計(jì)劃開展火星無人取樣返回和載人登陸火星探測?？梢哉f，火星是地外行星中“最耀眼的明星”，無論從探測次數(shù)還是認(rèn)知程度來說，都是人類當(dāng)之無愧的“寵兒”。