準(zhǔn)確的說火星發(fā)現(xiàn)液態(tài)水會(huì)加速人類登陸火星的計(jì)劃,但非可不可以登陸火星的依據(jù),因?yàn)榈顷懟鹦堑募夹g(shù)跟火星有沒有水并沒有關(guān)系。
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(huán)繞著地球公轉(zhuǎn),距離38萬千米左右,從距離來看明顯是月球更容易一些,當(dāng)然這是想當(dāng)然的判斷,事實(shí)上卻需要分析多個(gè)條件:
月球距離近,火星距離遠(yuǎn)
月球無大氣,火星有一個(gè)稀薄大氣層
月球通訊延遲小,火星通訊延遲長(zhǎng),甚至?xí)赡苤袛嗤ㄓ?/p>
首先從距離來分析
出發(fā)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(gè)速度是11.2千米/秒,但到達(dá)月球的橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)是38.4萬千米外的月球,而到達(dá)火星的橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)至少也是5500萬千米!
一般前往月球的飛行器都會(huì)使用這種在近地點(diǎn)點(diǎn)火加速,讓橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)不斷延伸,一直到遠(yuǎn)地點(diǎn)進(jìn)入月球的引力范圍,然后再減速被月球引力捕獲,進(jìn)入環(huán)月軌道,在擇機(jī)登陸月球。因?yàn)槭褂眠@種多次點(diǎn)火的方式入軌,盡管時(shí)間會(huì)比較久,但節(jié)省燃料與投資,在不趕時(shí)間無人探測(cè)方面是優(yōu)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(zhuǎn)的兩顆行星,在公轉(zhuǎn)的不同時(shí)間里,兩者之間的距離會(huì)從5500萬千米到4億千米不等,因此等探測(cè)器用這種繞軌的方式繞到能夠著火星時(shí),火星應(yīng)該剛好出現(xiàn)在那里,當(dāng)然也可以中途稍稍修正下,但初期軌道計(jì)算還是要比較準(zhǔn)確,否則連修正的機(jī)會(huì)都沒有了!
這是印度曼加利安探測(cè)器前往火星之路,推力不夠時(shí)間來湊,只能一次次不厭其煩的繞才可以!因此不僅控制計(jì)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(gè)對(duì)比,難度差多少
上圖是執(zhí)行嫦娥計(jì)劃的長(zhǎng)征系列火箭運(yùn)載能力
上圖是長(zhǎng)征五號(hào)的運(yùn)載能力,很明顯未來執(zhí)行火星探測(cè)任務(wù)的長(zhǎng)征五號(hào)要比三號(hào)強(qiáng)得多。
月球無大氣,火星有大氣,哪個(gè)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(shí)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(gè)壓力,但有一個(gè)事情我們必須要了解,我們從月面發(fā)射到月球軌道需要多少燃料,那么從月球軌道返回月面時(shí)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(hào)登陸月球,全程動(dòng)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(gè)反應(yīng)慢點(diǎn)的人聊天,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(zhuǎn)遮擋,還有地球太陽和火星的軌道,因此這個(gè)難度是超高的。
另外與深空探測(cè)相關(guān)的航天器定位很多朋友可能忽略了,一般在執(zhí)行月球和火星探測(cè)以前,在甚長(zhǎng)基線干涉定位上必須要先過這個(gè)難關(guān),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(shí)的中繼小衛(wèi)星
幾個(gè)因素來看,距離成了難度的第一要素,距離一遠(yuǎn),啥問題都跑出來了!拍腦袋確定的難度還真沒錯(cuò)!
火星有水其實(shí)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(shù)字,在火星北部的Korolev隕石坑內(nèi),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(shí)實(shí)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(cè)器發(fā)現(xiàn)火星南極附近表面以下約1.5千米處存在一個(gè)直徑達(dá)到20千米的鹽湖。
其實(shí)對(duì)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(shí)在太深了!而在撞擊坑內(nèi)的水冰對(duì)我們更容易些,所以發(fā)現(xiàn)液態(tài)水根本就不是我們登陸火星的理由!但液態(tài)水的發(fā)現(xiàn)另具重大意義!
火星有液態(tài)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(shí)這意義就大了!
表示遠(yuǎn)古火星曾經(jīng)存在海洋或者至少是湖泊
有大片水域存在過,意味著曾經(jīng)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(zhì)運(yùn)動(dòng)全部掩埋,但這個(gè)鹽湖直徑達(dá)到了20千米,明顯就是不可能的事情!因此從液態(tài)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(yuǎn)古微生物呢?現(xiàn)代火星已經(jīng)成了不毛之地,火星沙塵暴也刮了數(shù)億年,火星遠(yuǎn)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(gè)意義有多大?
太陽系中第二個(gè)存在生命的天體
這個(gè)發(fā)現(xiàn)將會(huì)被記錄于在冊(cè),名垂青史,當(dāng)然更重要的是科學(xué)意義,對(duì)于研究生命起源,更是多了一條火星的演化路子,對(duì)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(jì)劃都不會(huì)改變,因?yàn)榛鹦怯兴?,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(jìn)基地再好不過!
聯(lián)系客服