火星:我们对红色星球的了解

子轸 2019年11月7日12:30:39 评论

火星是太阳第四颗行星。罗马人适应红色星球的血腥色彩,以战神命名。实际上,罗马人抄袭了古希腊人,古希腊人也以战神阿瑞斯(Ares)为行星命名。其他文明通常也根据行星的颜色来命名行星的名称-例如,埃及人将其命名为“ Her Desher”,意为“红色”,而古代中国天文学家将其称为“火星”。

物理特性
火星具有鲜明的锈色,是由于 其硬脂矿中富含铁的矿物质 -散布在其表面的灰尘和岩石所致 。尽管土壤中充满了有机物,但地球的土壤也是一种块石。根据NASA的说法,铁矿物质会氧化或生锈,使土壤看上去呈红色。

在 冷,薄气氛 意味着液态水可能不能在火星表面存在的任何时间长度。所谓的反复倾斜线状特征可能在表面上喷出咸水,但这一证据是有争议的。一些科学家认为,从该区域的轨道上发现的氢反而可能表明有盐酸盐。这意味着,尽管这颗沙漠星球的直径仅为地球直径的一半,但它具有相同数量的旱地。

《红色星球》是太阳系中最高的山脉和最深,最长的山谷的所在地。 奥林匹斯山(Olympus Mons )高约17英里(27公里),约为珠穆朗玛峰的三倍,而山谷的 Valles Marineris山谷系统(以1971年发现它的水手9号探测器命名)则达到了6英里(10公里) ),并向东西方向延伸约2500英里(4000公里),大约是围绕火星的距离的五分之一,接近澳大利亚的宽度。

科学家认为,Valles Marineris的形成主要是由于地壳在伸展时裂开。系统内的单个峡谷宽达60英里(100公里)。峡谷合并在Valles Marineris的中央部分,该区域宽达370英里(600公里)。从一些峡谷的末端涌出的大河道以及其中的分层沉积物表明,这些峡谷可能曾经充满了液态水。

火星也是太阳系中最大的火山,奥林巴斯·蒙斯就是其中之一。巨大的火山直径约370英里(600公里),其宽度足以覆盖新墨西哥州。奥林匹斯山(Olympus Mons)是一座盾构火山,其斜坡像夏威夷火山一样逐渐上升,并且是由熔岩喷发而形成的,这些熔岩在固化之前已经流动了很长的距离。火星还有许多其他类型的火山地貌,从小的陡峭的圆锥体到覆盖有硬化熔岩的巨大平原。地球上可能仍会发生一些轻微的喷发。

火星:我们对红色星球的了解
维京人1号看到的是太阳系最大的火星奥林匹斯山上的火山。

遍布火星的河道,山谷和沟壑表明,液态水可能最近流过了地球表面。有些频道的宽度可能为60英里(100公里),而长度则为1200英里(2,000公里)。 水可能仍然存在于地下岩石的裂缝和孔隙中。通过在2018年科学家的一项研究表明,咸的水下面的火星表面可能持有相当数量的氧气,这将支持微生物的生命。但是,氧气的量取决于温度和压力。随着火星旋转轴倾斜角度的变化,温度会不时变化。

火星的许多地区都是平坦低洼的平原。北部平原中最低的是太阳系中最平坦,最平滑的地方,这可能是由曾经流过火星表面的水造成的。北半球的海拔高度通常低于南半球,这说明北部的地壳可能比南部的地壳薄。南北之间的这种差异可能是由于火星诞生后不久产生的巨大影响。

火星上的陨石坑数量因地而异,这取决于地表的年龄。南半球的大部分表面都非常古老,因此有许多陨石坑-包括地球上最大的1,400英里宽(2,300公里)的海拉斯普兰提亚-而北半球的陨石坑更年轻,因此陨石坑更少。一些火山也有一些火山口,这表明它们最近爆发了,熔岩覆盖了所有的旧火山口。一些陨石坑周围有看起来不寻常的碎屑沉积物,类似于凝固的泥浆流,这可能表明撞击器撞击了地下水或冰。

在2018年,欧洲航天局的火星快车探测到了可能是冰冷的Planum Australe下方的水和谷物的浆液。(有些报告称它为“湖”,但尚不清楚水中有多少重水石。)据说这片水域约有12.4英里(20公里)。它的地下位置让人想起南极类似的地下湖泊,这些湖泊被发现含有微生物。在今年下半年,火星快车还发现了红色星球科罗廖夫火山口的一个巨大冰冷区域。

极地帽
似乎是水冰和粉尘的细小分层堆积的大量沉积物从两极从两极延伸到大约80度的纬度。这些可能是很长时间以来由大气沉积的。在这两个半球中,这些分层沉积物的大部分之上是一整年都保持冻结的水冰盖。

冬季还会出现其他季节性霜冻。它们由固态二氧化碳(也称为“干冰”)制成,该固态二氧化碳已从大气中的二氧化碳气体中冷凝出来。在冬季的最深处,这种霜冻可能会从两极延伸到低至45度的纬度,或延伸至赤道的一半。该 干冰层 似乎有一个质地蓬松,像新雪,根据地球物理学研究杂志-行星的报告。

气候
火星比地球冷得多,这在很大程度上是由于它与太阳的距离更大。的 平均温度 为约零下80华氏度(零下60摄氏度),虽然它可以从负195°F(零下125℃)两极附近盘中冬季至多达70°F(20℃)在赤道附近期间变化。

火星富含二氧化碳的大气层的密度也比地球平均密度低约100倍,但其厚度足以支撑天气,云层和风。大气密度随季节变化,因为冬天迫使二氧化碳从火星的空气中冻结出来。在远古时代,大气层可能更厚,能够支撑地表水流。随着时间的流逝,火星大气层中的较轻分子在太阳风的压力下逸出,从而影响了大气层,因为火星没有全局磁场。今天,NASA的MAVEN(火星大气与挥发性演化)任务正在研究此过程。

NASA的“火星侦察轨道”发现了第一批确定 的二氧化碳雪云,这使火星成为已知的太阳系中唯一拥有这种异常冬季天气的物体。红色星球还导致水冰雪从云层上掉下。

火星上的沙尘暴是太阳系中最大的,能够覆盖整个红色星球并持续数月之久。关于沙尘暴为什么会在火星上如此之大的一种理论是,由于空气中的尘埃颗粒吸收了阳光,使附近的火星大气变暖。温暖的空气然后流向较冷的区域,产生风。强风将更多尘埃从地面上带走,这反过来又加热了大气层,引发了更多的风,并扬起了更多的尘埃。

火星:我们对红色星球的了解
2018年11月12日,在Arsia Mons上方的细长云层。

轨道特性
像地球一样,火星的轴也相对于太阳倾斜。这意味着像地球一样,一年中,落在红色星球某些部分的阳光量可能会有很大的不同,从而导致火星出现季节变化。

但是,火星所经历的季节比地球更极端,因为红色行星绕太阳的椭圆形椭圆形轨道比其他任何主要行星都更长。当火星最靠近太阳时,其南半球向太阳倾斜,因此夏季短暂而炎热,而北半球则经历了短暂而寒冷的冬天。当火星距离太阳最远时,北半球向太阳倾斜,因此夏季漫长而温和,而南半球则经历了漫长而寒冷的冬天。

红色行星轴的倾斜度会随着时间的推移而剧烈地摆动,因为它没有像地球这样的大月亮来稳定。这导致了整个火星表面上不同的气候。一项2017年的研究表明,不断变化的倾斜度还影响了甲烷 向火星大气中的 释放,导致了暂时的变暖期,使水得以流动。

关于火星轨道的事实:

与太阳的平均距离:141,633,260英里(227,936,640公里)。相比之下:是地球的1.524倍。

近日点(最近):128,400,000英里(206,600,000公里)相比之下:是地球的1.404倍。

Aphelion(最远):154,900,000英里(249,200,000公里)。相比之下:是地球的1.638倍。

组成与结构
大气成分(按体积计)

根据美国宇航局的数据,火星的大气层中二氧化碳含量为95.32%,氮气为2.7%,氩气为1.6%,氧气为0.13%,一氧化碳为0.08%,以及少量的水,氮氧化物,氖气,氢-氘-氧,and和氙。

磁场

火星目前没有全局磁场,但是其地壳的某些区域的磁化强度至少是地球上任何物质的10倍,这表明这些区域是古老的全球磁场的残留物。

化学成分

火星可能具有由铁,镍和硫组成的实心核。火星的地幔可能与地球相似,因为它主要由橄榄岩组成,而橄榄岩主要由硅,氧,铁和镁组成。地壳可能主要由火山岩玄武岩制成,虽然在某些地壳岩石中(尤其是在北半球)可能是安山岩的形式,但其中地壳和月球的含量更高,这在地壳和月球地壳中也很常见。二氧化硅比玄武岩更容易。

内部结构

科学家认为,火星岩芯的平均直径在1,800至2,400英里(3,000至4,000公里)之间,地幔宽约900至1,200英里(5,400至7,200公里),地壳大约30英里(50公里)。厚。

火星:我们对红色星球的了解
火星卫星火卫一和火卫一的这张照片来自于NASA的火星探测器好奇号于2013年8月1日拍摄的一组照片,火卫一(较大的火星)从好奇号的角度经过了火卫一。

火星的卫星
美国天文学家阿萨夫·霍尔(Asaph Hall)在1877年的一周内发现了火星的两个 卫星,火卫一和狄莫斯。霍尔几乎放弃了寻找火星的卫星,但他的妻子安吉丽娜(Angelina)敦促他继续前进。第二天晚上,他发现了迪摩斯(Deimos),六天后发现了火卫一。他以希腊战神阿瑞斯(Ares)的儿子们的名字命名卫星-Phobos的意思是“恐惧”,而Deimos的意思是“溃败”。

Phobos和Deimos显然都是由富含碳的岩石与冰混合而成,并被灰尘和疏松的岩石所覆盖。它们很小,仅次于地球的月球,而且形状不规则,因为它们缺乏足够的引力,无法将自身拉成更圆的形状。最宽的 火卫一 获得约17英里(27公里),最宽的Deimos获得约9英里(15公里)。

两个月球都带有流星撞击造成的陨石坑。火卫一的表面还具有错综复杂的凹槽图案,这可能是在撞击形成月球最大的陨石坑后形成的裂缝-一个约6英里(10公里)宽的洞,约占火卫一宽度的一半。它们总是向火星显示相同的面孔,就像我们的月亮对地球一样。

尚不确定Phobos和Deimos 是如何 出生的。它们可能是由火星的引力所捕获的小行星,或者它们可能是在行星诞生的同时在火星周围的轨道上形成的。 根据意大利帕多瓦大学的天文学家的说法,来自火卫一的反射紫外线提供了有力的证据,证明月球是被捕获的小行星。

火卫一逐渐向火星旋转,每个世纪距离火红星球约6英尺(1.8米)。在五千万年之内,火卫一要么撞入火星,要么破裂并在地球周围形成一圈碎片。

研究与探索
第一个用望远镜观看火星的人是 Galileo Galilei。在随后的一个世纪中,天文学家发现了地球的极地冰盖。在19世纪和20世纪,研究人员认为他们在火星上看到了一条长而直的运河网络,这暗示着可能存在文明,尽管后来这些事实被证明是对他们所看到的黑暗地区的错误解释。

数个世纪以来,许多火星岩石已经掉落到地球表面,这为科学家提供了难得的机会,无需离开我们的星球即可研究火星岩石。最具争议的发现之一是艾伦·希尔斯(Allan Hills)84001(ALH 84001),这是一种火星陨石,于1996年被据说具有让人联想到小化石的形状。该发现当时引起了媒体的广泛关注,但随后的研究却驳回了这一想法。在宣布20周年的2016年,辩论仍在进行中。2018年,另一项陨石研究发现,有机分子是生命的基础,尽管不一定是生命本身,但可能通过类似电池的化学反应在火星上形成。

机器人宇宙飞船于1960年代开始观测火星,美国于1964年发射了水手4号,并于1969年发射了 水手6号和7号。这些飞行任务表明火星是一个贫瘠的世界,没有人们想象过的生活或文明的迹象。1971年,水手9号在 火星上运行,绘制了地球80%的位置,并发现了火山和峡谷。

苏联在1960年代和1970年代初还发射了许多航天器,但其中大多数任务失败了。火星2号(1971)和火星3号(1971)运行成功,但由于沙尘暴而无法绘制表面。 1976年,NASA的 Viking 1着陆器降落在火星表面,这是首次成功登陆红色星球。着陆器拍摄了火星表面的第一张特写照片,但没有发现有力 的生命证据。

成功到达火星的下两艘飞船是着陆器“火星探路者”和 轨道飞行器“ 火星全球测量者”,两者均于1996年发射。探路者号上的小型机器人 Sojourner –第一辆探索另一行星表面的轮式漫游者–冒险在地球表面分析岩石。

2001年,美国国家航空航天局发射了 火星奥德赛 探测器,该探测器在火星表面下方发现了大片水冰,大部分位于上方3英尺(1米)处。由于探头看不到更深的水,下面是否还有更多的水尚不确定。

火星:我们对红色星球的了解
艺术家对InSight着陆器在火星表面的再现。

2003年,火星比过去6万年来的任何时候都更靠近地球。同年,美国宇航局发射了两个名为“ 精神 与 机遇”的漫游者, 探索火星表面的不同区域。两只流浪者都发现有迹象表明水曾经在行星表面流动。

2008年,美国国家航空航天局(NASA)派遣了另一个任务“凤凰号”登陆火星北部平原并寻找成功的水源。

2011年,美国国家航空航天局(NASA)的火星科学实验室任务派出了 火星好奇号火星车,以调查火星岩石并确定造成这些岩石的地质过程。该任务的发现 之一是红色星球表面上的第一颗陨石。流动站发现了表面上复杂的有机分子,以及大气中甲烷浓度的季节性波动。

NASA还有另外两个绕地球运转的轨道器,即“ 火星侦察轨道器” 和“ MAVEN”(火星大气与挥发性演化)。欧洲航天局(ESA)也有两个绕地球轨道飞行的航天器:“ 火星快车” 和“痕量气体轨道器”。

2014年9月,印度的 火星轨道飞行器任务 也到达了红色星球,使其成为第四个成功进入火星轨道的国家。

2018年11月,美国国家航空航天局(NASA)向地面发射了名为Mars InSight的固定着陆器。InSight将通过在地下探洞来检查地球的地质活动。

NASA计划向好奇号发射一个后续的漫游者任务,称为“火星2020”。该任务将寻找古老的生命迹象,并且,根据其样本看起来的前景如何,它可能会将结果“缓存”在红色星球的安全点上,以便进行观测。未来的流浪者回升。

ESA正在研发自己的ExoMars火星漫游车,该火星漫游车也将于2020年发射升空,并将包括钻进“红色星球”深处的钻探,收集约2米(6.5英尺)深的土壤样本。

失落的任务
火星距离容易到达的星球还很遥远。美国宇航局,俄罗斯,欧洲航天局,中国,日本和苏联为探索红色星球而集体损失了许多航天器。著名的例子包括:

1992年—美国宇航局的火星观察者

1996年—俄罗斯的火星96

1998年—美国宇航局的火星气候轨道器,日本的希

1999年—美国宇航局的火星极地着陆器

2003年— ESA的Beagle 2着陆器

2011年—俄罗斯的“火神”-弗鲁特号飞行器与中国的应火1号轨道飞行器一起前往火卫一

2016年— ESA的Schiaparelli测试着陆器

并不是唯一获得火星门票的机器人。一个由政府机构,学术界和工业界的科学家组成的研讨会小组确定,到 2030年代,由 NASA领导的载人火星飞行任务应成为可能。然而,在2017年末,特朗普政府指示NASA在前往火星之前将人们送回月球。美国国家航空航天局现在更加关注称为月球轨道平台-网关的概念,该概念将是基于月球的空间站和总部,以进行进一步的空间探索。

在过去的几十年中,机器人执行“红色星球”任务取得了很大的成功,但要使人们到达火星仍然是一个巨大的挑战。使用当前的火箭技术,人们前往火星需要花费数月的时间,这意味着他们将在微重力中生活数月,这对人体具有毁灭性影响。经过数月的微重力实验,证明在火星上以中等重力进行活动非常困难。关于微重力影响的研究正在国际空间站上继续进行。

NASA并不是唯一拥有火星宇航员希望的人。伊隆·马斯克,SpaceX公司的创始人,概述了米 ultiple概念,把人们带到火星。在2018年11月,马斯克将SpaceX的未来“ Big Falcon Rocket”更名为“ Starship”。其他国家,包括中国和俄罗斯,也宣布了将人类送往火星的目标。

  • A+
所属分类:UFO
子轸

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: