02.26 移民火星,只需要9個月?

移民火星,只需要9個月?

移民火星,為什麼只需9個月?

火星有太陽系最高的山和最大的峽谷?有明顯的四季變化?

有液態水湖,且裡面含有鹽?

火星上的風速要超過地球100倍?

移民火星,只需要9個月?

火星

物理特徵

火星約介於地球和月球中間:火星直徑約為地球的一半、月球的兩倍,質量約為地球的九分之一、月球的九倍,表面重力約為地球的38%、月球的2.4倍。火星體積約為地球的15%,質量約為11%,表面積略小於地球陸地面積,火星直徑約為地球的一半。

移民火星,只需要9個月?

火星直徑約為地球的一半

長期觀測發現,火星南半球地勢比北半球高,北極盆地顯示有過大撞擊,推論約45億年前遭冥王星大小天體撞擊之後,不但形成火衛一和火衛二,亦逼使內核熱能散溢出上地幔、內部攪拌逐漸停止,無法以發電機原理持續對流生成磁場。由於火星比地球小,相對錶面積與體積成反比而較大,因此火星核心也冷卻得比地球的快,地質活動趨緩,磁場和板塊運動消逝,太陽風帶走大氣變薄導致氣壓偏低,而造成液態水在低溫就會沸騰、無法穩定存在。

地質

火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍佈,沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。與地球相比,地質活動不活躍。火星地表重力(Surface gravity)只有地球重力的38%。

火星地表地貌大部分於遠古較活躍的時期形成,充滿撞擊坑,有密佈的隕石坑、火山與峽谷,包括

太陽系最高的山:奧林帕斯山和最大的峽谷:水手號峽谷。另一個獨特的特徵是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原,兩極主要以水冰組成的極冠,而上覆的乾冰會隨季節消長。

地理

火星和地球一樣擁有多樣的地形,有高山、平原和峽谷。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔岩填平的低原,南方則是充滿撞擊坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,眾多峽谷分佈各地,南北極有以水冰與乾冰組成的極冠,而風成沙丘廣佈整個星球。

火星的經度座標採用東經0至360度,不是地球的東西經各180度。

大氣

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火星上的風速要超過地球100倍。火星大氣層相對較薄,平均地表氣壓只有6百帕,約為地球表面氣壓的0.6%,相當於地球表面算起35公里高的氣壓,如此低的氣壓使聲音傳播的距離只有在地球上的1.5%。隨著季節的變化,火星氣壓變化可達20%。火星大氣層按高度可分為低層大氣、中層大氣、上層大氣和外氣層。其中低層大氣由於氣懸微塵與地表的熱,這部分相對溫暖;

火星大氣成分為95%的二氧化碳,3%的氮氣,1.6%氬氣,很少的氧氣、水汽等,亦充滿著很多懸浮塵埃,吸收藍光使天空成黃褐色。

由於火星比地球離太陽遠,日射量較少,表面溫度應較低。

2018年7月25日,據意大利媒體報道,該國科學家在火星上首度發現一個地下液態水湖。該研究稱,“火星地下及電離層高級探測雷達”在火星南極冰層下1.5千米處發現一個大型液態水湖,裡面含有鹽。湖的直徑約為20千米,溫度至少為零下10度。

運動規律

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火星與地球的軌道與季節長度比較

火星公轉軌道和地球的一樣,受太陽系其他天體影響而不斷變動。

火星日平均為24小時39分35.244秒,或1.027地球日。火星目前自轉軸傾角為25.19度,和地球的相近。

日照的年變化形成明顯的四季變化,而一季的長度約為地球的兩倍。

火星自轉軸有明顯傾斜,日照的年變化形成明顯的四季變化,而一季的長度約為地球的兩倍。由於火星軌道離心率大,為0.093(地球只有0.017),使各季節長度不一致,

火星與地球的軌道與季節長度比較。

火星有兩個天然衛星——火衛一(Phobos)與火衛二(Deimos),最長直徑各為27公里和16公里,形狀不規則並充滿撞擊坑,以近圓形的軌道於接近火星赤道面處公轉。白天可能可見。和月球一樣,這兩顆衛星都被火星潮汐鎖定,因此他們總是以一面對著火星。火衛一的公轉週期比火星自轉更快,所以在火星上來看是西升東落的,且只花了約4個小時;而火衛二的公轉週期只比火星自轉慢一些,東昇西落要花約2.4個火星日

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火衛一(左)和火衛二(右)大小比較

自地球出發,利用霍曼轉移軌道到達火星大概需要九個月增加能量、燃油,就能夠修改轉移軌道,在六到七個月的時間裡到達火星。到達火星所需的能量,在各個行星較少,僅次於金星。

登陸火星

假若人類能在地球和火星之間架設1,300億帕斯卡的納米碳管,那麼,人類就能在兩個星球之間建造太空電梯,輸送人員物資。科學家也有討論在火衛一建造電梯的可行性。

通訊

NASA和ESA在多個火星軌道飛行器上面,已經安裝了通訊設備。火星與地球之間的單向通訊延遲時間,最短3分鐘,最長22分鐘。而火星-地球實時通訊,則是不切實際的,因為兩地之間存在嚴重的時滯問題。

早期載人任務

人類若要殖民火星,就要建立一個有自立能力的永久基地。羅伯特•祖布林(Robert Zubrin)的直擊火星(Mars Direct),是有關計劃中最為著名的一個。火星學會(Mars Society)在2000年開始進行火星模擬研究站項目(Mars Analogue Research Station Programme),在加拿大德文島和美國猶他州興建設施,根據直擊火星計劃,進行試驗。科學家設想中的火星建築一般包括製造氧氣和推進劑的設施

地球化工程

人類未來可能會對火星進行地球化改造,令各種生物得以在火星表面獨立生存。在維京人號的實驗中對於火星土壤是否存在生命尚未有定論。2012年4月,有報道稱,德國航空太空中心的火星模擬實驗室(Mars Simulation Laboratory)對苔蘚和藍菌進行了模擬火星環境實驗,結果顯示,苔蘚和藍菌具有驚人的生存、適應能力

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火星經過經過地球化改造後的概念圖

也許在不久的將來,移民火星可能成為現實。對此,你怎麼看呢?如果可以,你願意移民火星嗎?


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