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【科技观察】人类有望在20年内移居火星?
日期:2024-04-30 作者/来源:

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这是科睿研究院第168篇原创内容。

字数4227字,阅读全文大约需要10分钟。


火星,这颗红色的星球,在人类眼中始终承载着无尽的魅力和未解之谜。它不仅是太阳系内除月球外最引人注目的探索目标,更是人类渴望寻找外星生命和实现星际移民的关键所在。科学家们推测,火星上曾有过巨大的湖泊,这一发现无疑为人类的宇宙探索之旅增添了浓墨重彩的一笔。


自1971年人类首次向火星发射探测器以来,至今已有整整52个年头。在这半个世纪的时间里,全球竞争已经从地球蔓延至浩渺的宇宙星河。各国纷纷投入巨资,研发先进的火星探测器,以期在这颗红色星球上揭开生命的奥秘。


回望这段历程,我们不禁感叹人类探索宇宙的勇气和智慧。从早期的火星飞行者到现代的火星车,每一次发射都凝聚着无数科学家的心血和期待。这些探测器穿越浩瀚的太空,为我们带来火星表面的珍贵数据,让我们对这颗星球有了更加深入的了解。


如今,随着马斯克等科技巨头的加入,火星移民计划已经不再是遥不可及的梦想。未来,人类或许真的能够在火星上建立新的家园,实现星际迁徙的壮举。


1971~1973 苏联火星探测器


在1971年的一个阳光明媚的下午,苏联的科技力量成功地将一个名为“火星2号”的球形探测器送上了前往火星的旅程。这个探测器背负着环绕火星并着陆的重任,总质量达到了4650kg。尽管它的轨道器重达3.4吨,而整个火星探测器的重量约为1吨,但这并没有阻挡人类探索火星的脚步。


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然而,就在探测器着陆火星的过程中,一场突如其来的大规模沙尘暴席卷而来。火星2号探测器在火星的海拉斯盆地遭遇了挫折,坠毁在了这片陌生的红色土地上。虽然这是一次失败的着陆,但它却标志着人造飞船在火星上的首次尝试,是一个激动人心的开始。


火星2号携带了丰富的科学载荷,包括三分量磁力计、红外辐射计、射电天文望远镜等先进仪器。这些设备为我们提供了宝贵的火星数据,帮助我们更深入地了解这颗红色星球。此外,着陆器还搭载了一个名为PROP-M的火星巡视器,它是人类历史上第一个在火星上进行巡视的机器人。虽然它的重量只有4.5kg,但它的使命却是重大的,为我们揭示了火星表面的神秘面纱。


就在火星2号探测器遭遇挫折的同一年,苏联再次向火星发起了挑战。1971年12月2日,火星3号探测器成功抵达火星轨道,成为了人类历史上第一个与火星表面接触的着陆器。然而,就在着陆器准备在火星表面着陆的110秒后,它却与地球失去了联系。虽然只传回了一张充满无线电条纹的照片,但这张照片直到80年代才被公布于众。尽管火星3号的着陆器并没有完成它的使命,但它所携带的仪器仍然成功收集了火星大气数据,为我们提供了宝贵的科学信息。


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火星三号模型


2013年,俄罗斯航天爱好者们在美国火星勘测轨道器传回的图像中发现了可能是1971年着陆火星的苏联“火星3号”探测器遗骸的线索。


1973年8月5日,苏联再次向火星发起挑战。这次,他们派出了火星六号探测器。这个探测器重约1.5吨,由轨道舱和返回舱两部分组成。


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在成功进入火星轨道后,返回舱与轨道舱分离,并顺利进入火星大气层。在降落过程中,返回舱展开了降落伞,成功对火星大气组成进行了分析。尽管着陆器在处理数据时出现了故障,导致大部分数据不可读,但它仍然首次发回了火星大气层的化学组成、压力和温度等重要的科学信息。


1976~2012 美国探测器


1975年8月20日,美国的“维京一号”探测器,也被称为海盗一号,踏上了这段星际之旅。它的轨道器在1976年6月19日成功进入环绕火星的轨道,而着陆器则在同年7月20日勇敢地降落在火星表面。它的外形犹如一只巨大的蟑螂,成为了首枚在火星上着陆并成功向地球发回照片的探测器。正是这次任务,让科学家们首次见识到了火星天空那略带桃粉色的神秘面纱。


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维京一号的着陆器背负着寻找生物气象信号、观测火星气象学、地震学和磁学的性质等重要使命。它不仅传回了令人难以置信的周景全彩色图,还疑似捕捉到了火星古文明遗址的踪迹。维京一号的轨道器工作了长达4年零1个月19天,最终因姿态控制推进剂耗尽而关闭。但它所带回的数千张照片和对火星表面的深入了解,无疑极大地丰富了人类对火星的认识。


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这张网络上疯传的火星人脸的照片,就是维京一号所拍摄


而1976年9月3日,维京二号的着陆器也从轨道卫星脱离,成功登陆于乌托邦平原。尽管它的外形与维京一号相似,功能也基本相同,但在脱离过程中却遇到了问题,导致生化防护罩被留在轨道卫星上。维京二号一共工作了1281个火星日,传回了超过16000张图像,最终在电池失效后,于1980年4月11日停止运作。


这两枚探测器进行了一系列的科学探测活动,首次近距离长期观测火星的季节变化,揭示了重要的大气和两极之间的季节性水循环规律。同时,在降落过程中还测量了不同高度的大气温度、密度和组成。着陆后,它们还进行了三项生物实验,测量了土壤中元素的组成,以及其物理性质和磁性质。


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上世纪70年代,美苏逐渐停止了太空竞赛,维京计划也被砍掉。直到近20年后的1997年7月4日,美国才开始了又一次火星之旅。携带火星探路者的飞船进入火星大气层,在降落伞的帮助下以每小时88.5公里的速度飘向火星表面。


在着陆前数秒钟,9个巨大的保护气囊被打开,保护着火星探路者安全着陆。这次任务中,人类送往火星的第一部火星车——索杰纳号火星车开始了对火星的仔细观察。它的工作让人类开始怀疑,火星的过去是否和地球一样拥有空气、河流、海洋,能否维持生命的存在与发展。


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火星漫游车拍到的疑似生物遗迹和疑似建筑


并不是所有的火星探测任务都能成功。1999年1月3日,美国尝试发射火星极地着陆器和深空2号,目标是对火星南极冰帽进行科学探测。但由于设计缺陷,着陆器甚至未能成功着陆火星,在登陆过程中失去联络,任务宣告失败。


2003年,英国制造的猎兔犬二号探测器作为欧洲空间局03年火星快车任务的一部分,尝试了新的探索方式。尽管它没有成功着陆,但这次发射标志着人类探测火星的活动进入新的活跃期。


2004年,美国的勇气号和机遇号火星探测器相继降落在火星表面。它们的外形类似大型宠物狗,携带了多种工具进行科学实验。勇气号工作了2210个火星日,创造了多个记录,成绩斐然。而机遇号更是工作了超过14年,发现了火星上的第一个陨石、防热护盾岩等重要发现。


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在2018年火星沙尘暴中,机遇号与地球失去了联系,但它的贡献将永远被铭记。


此外,2008年发射的凤凰号火星探测器也带来了独特的贡献。它的设计非常独特,携带有机械臂,主要任务是分析火星上的水和气象。尽管最终在火星的严冬中被“冻死”,但它的贡献对于人类对火星的认识仍然具有重要意义。


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而最新的好奇号火星探测器则于2012年成功登陆火星表面。它的设计寿命是一个火星年,但至今仍在工作,并且有着多项重大发现。前段时间,NASA宣布好奇号发现含有矿物盐的沉积物,并疑似拍摄到地球的照片。这一发现再次引发了人们对火星生命的猜想和期待。


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2016~present


2016年3月14日,欧空局的斯基亚帕雷利登陆器怀揣着人类的梦想,冲破地球的引力束缚,踏上了前往火星的冒险之旅。然而,就在人们翘首以盼其成功着陆时,探测器在距离火星表面仅2至4千米的高空突然失联。分析认为,它可能以超过300公里每小时的速度撞向了火星,壮志未酬身先死,令人扼腕叹息。


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2018年5月5日凌晨4时05分,美国的洞察号探测器搭载着“宇宙神”V-401型火箭,从加州中部的范登堡空军基地冲天而起,开始了它独特的使命——探究火星的“内心”。洞察号继承了凤凰号的设计精髓,携带着机械臂和钻头,不仅要在火星上安装地震仪,还要钻探出火星上迄今最深的孔洞,以揭示这颗红色星球内部的热状态。如今,洞察号仍在不懈工作,其科学成果令人期待。


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2021年,美国的毅力号探测器接过前辈的火炬,于2月成功着陆火星。作为目前人类在火星上最先进的探测器,它的使命是寻找火星上的生命迹象。令人振奋的是,毅力号已成功在火星上制造出氧气,为人类未来移民火星提供了新的可能。此外,毅力号还携带了机智号火星直升机,并于当年4月19日完成了地球之外的首飞。虽然第六次飞行时遭遇了故障,但机智号依然安全着陆,展现了其坚韧不拔的精神。


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去年5月,毅力号探测器正式启动了“三角洲阵线行动”。每一次的活动都是火星2020任务的一个子任务,旨在探索一个独特的区域,钻取指定的岩芯并保存下来,以便将来可能返回地球。机载仪器也在进行大量的现场科学观测,以期揭示这个星球的地质和环境特征。



天问一号和祝融号,中国探测器


“天问一号”和“祝融号”的发射,不仅将中国推向了全球火星探测的前沿,更让我们成为了继美国后,首个在火星上同时部署探测器与火星车的国家。


去年5月22日,祝融号稳稳当当地踏上了火星的土壤,开始了它的巡视探测之旅。


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祝融号这辆火星车装备齐全,搭载了六台科学载荷,包括火星表面成分探测仪、多光谱相机、导航地形相机、火星车次表层探测雷达、火星表面磁场探测仪和火星气象测量仪等。它的任务繁重而重要:探测火星巡视区的形貌和地质构造,探索土壤结构(剖面)以及寻找可能的水冰,分析表面的元素、矿物和岩石类型,同时还要探测火星大气物理特征与表面环境。


截至今天,“天问一号”环绕器已经在轨运行了1377天,而“祝融号”火星车也在火星表面辛勤工作了1072个火星日。它们两者共同为我们带来了约940GB的原始科学数据,为我们揭示了火星的诸多秘密。目前,两者均运行正常,为我们继续传回宝贵的火星情报。



马斯克:人类移居火星计划或在20年内实现

前不久,在美国德州星城的火箭花园中,科技巨头马斯克进行了一场演讲,引发了人们对于未来太空文明的无限遐想。


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马斯克坦言,虽然目前尚无确凿证据证明外星人的存在,但人类若想在广阔的宇宙中立足,就必须成为一个多星际文明,而不仅仅局限于地球。


“想象一下,如果人类文明只是宇宙中微不足道的一部分,那我们的存在又是多么脆弱。”马斯克强调了人类拓展文明边界的紧迫性。他表示,尽管人类的历史相较于宇宙的悠久岁月来说微不足道,但我们仍有机会将文明的火种传递到其他星球,让人类文明之光延续下去。


马斯克预计,在未来大约20年内,人类就有可能实现移居火星的壮举。而要实现这一目标,关键就在于SpaceX公司正在研制的巨型星舰飞船。


马斯克透露,星舰的试飞任务已经取得了令人满意的进展,而未来的目标则是实现星舰的可重复利用,使得前往火星的航行成本大大降低,让更多人有机会踏上这片红色的星球。他还透露,计划在明年实现星舰的重复使用,并为这一宏伟目标制定了详细的计划。


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此外,马斯克还谈到了星链项目的发展。目前,已有超过6000颗卫星和10000个激光器正在为地球提供高速互联网服务,为偏远地区的人们带来了前所未有的便利。而在未来,这一技术还将助力人类在火星上建立高带宽通信网络,为火星殖民生活提供坚实的技术支撑。


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对于火星的探索和梦想,还在继续,人类文明的崭新篇章,也将由我们共同书写。


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