錢江晚報·小時新聞記者 陳偉斌
八大行星
2020年4月24日，是我國的第五個航天日。同日，國家航天局也發佈了中國首次火星探測任務名稱、任務標識：行星探測任務命名為“天問系列”，中國首次火星探測任務名稱為“天問一號”。
在七年級的科學教科書中，專門有一課講得就是太陽系。其中，火星是大家最感興趣的地外星球之一。
恰巧，今年是人類進行火星探測的第60個年頭。按早先的消息，2020年，除了中國，還將有兩個不同的火星探測車發射到火星——美國的“2020火星探測車”、歐洲和俄羅斯聯合研發的“Rosalind Franklin號”火星車。
但因疫情及技術等原因，上述探測車的具體發射時間，目前尚未確定，歐洲火星探測計劃則已確定推遲到2022年。
即便如此，人類向火星發射探測車、不斷探索宇宙的步伐，也永遠不會停止。
火星長什麼樣？
作為太陽系的八大行星之一，火星是太陽系由內往外的第四顆行星，屬於類地行星，介於地球和木星之間。
它形狀和地球很像！不過火星的直徑約為地球的53%，質量約為地球的11%。
顏色和地球不同。研究發現，火星表面的赤鐵礦（氧化鐵），讓整個星球呈現出橘紅色外表。
和地球的大氣層相比，火星的大氣中主要成份是二氧化碳，且稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。
此外，地球因為有著豐富的動植物等各種自然資源，地表景象遠比火星的豐富。
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍佈。地質活動不太活躍，地貌大部分於遠古較活躍的時期形成，並有密佈的隕石坑、火山與峽谷。
為什麼人類對火星如此感興趣？
相較於其它行星，在人類目前科技認知範圍內，火星是最有可能接納人類的行星。
火星自轉一週，也就是一個火星日的時間為24小時37分，並且火星上還有春夏秋冬四季的氣候變化。
著名天文學家、科普作家卡爾·薩根曾解釋過人類探索火星的原因：首先火星是地球上人類可以探索的距離較近的行星之一；其次，大約40億年以前，火星與地球氣候相似，也有河流、湖泊甚至可能還有海洋，未知的原因使得火星變成今天這個模樣，探索使火星的氣候變化的原因，對保護地球的氣候條件具有重大意義；此外，他還列舉了諸如長期來看，火星是一個最有可能供人類移居的星球等理由。
這些理由一定程度上得到了全世界科學家的認可。
目前已有多少探測器到過火星？
事實上，早在1960年，人類就嘗試發射探測器前往火星。最早的一枚，應是由前蘇聯於1960年發射的“火星1A號”，但那次任務，並沒有成功。直到1964年，美國的“水手4號”探測器才被髮射成功。
總之，人類前前後後向火星發射過四十多個探測器。失敗與成功交相更替，但人類從未放棄過。最為知名的火星探測器，應該還是美國的“機遇號”、“好奇號”火星探測車和“洞察號”火星無人著陸探測器。
由於宇宙空間情況複雜，這些探測器的飛行時間受到軌道類型、速度增量要求、發射窗口、推進方式等等各種因素影響。當然，還取決於航天器的技術水平。所以目前，大部分火星探測器從地球到火星的飛行時間為250天左右。
目前暫稱“火星一號”的中國造火星探測器是新一代火星探測車中體積最小的，但它將執行與同類探測器類似的任務：尋找火星表面的生物特徵和生命跡象。
除了火星車，還將有一個軌道飛行器，將配備高分辨率照相機、中等分辨率照相機、地下雷達、礦物光譜儀、中性和高能粒子分析儀以及一個磁力儀。
興趣小組
中國的火星車
何時馳騁火星？
火星在中國古代被稱為“熒惑”，其實此前，中國已經在探測火星的道路上，有過嘗試。
據瞭解，我國正在開展首次火星探測工程的研製工作。
按照計劃，2020年我國將通過長征五號發射火星探測器，並通過一次發射實現火星環繞、著陸和巡視探測。我們國家也準備通過發射探測器瞭解火星的狀況，獲得更多信息，以此能夠幫助人類更好地研究地球的演變與未來發展。
探測器發射後，大約需要經過7個月左右的飛行抵達火星。
按照中國火星探測計劃的步伐，不久的將來，中國還將逐步成立火星表面觀察站、發展飛行器穿梭地球與火星，並且建立火星基地供機械探測器進入。
思考題思考題
1、火星質量是地球質量的1/9。已知質量為1kg的物體在地球上所受的重力為9.8N，即g為9.8N/kg，質量為1kg的物體在火星上的重力為3.76N,即g為3.76N/kg。那麼在地球上最多可以舉起100kg物體的宇航員，請問他到火星可以舉起質量多大的物體？
答：100乘以9.8等於980（N）；980除以3.76等於260.6公斤。
2、火星是太陽系八大行星之一，屬於類地行星，顯橘紅色。火星基本上是沙漠行星，以二氧化碳為主的大氣層既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中。在地球上，我們看到的日落是紅色的，那麼你知道火星上的日落是什麼顏色的嗎？為什麼會呈現你所認為的顏色？
答：光的散射是指光通過不均勻介質時一部分光偏離原方向傳播的現象。偏離原方向的光稱為散射光。
先認識兩種散射——
銳利散射（Rayleigh scattering）發生在很小的顆粒上，比如大氣裡的氣體分子。散射規律是與波長的四次方成反比，也就是說，對短波的散射遠強於長波。
米爾散射（mie scattering）對應於散射顆粒尺度接近光波長的粒子。比如火星大氣裡的塵埃，尺度約為3微米，對應於電磁波譜例的中紅外光。米爾散射偏向於散射跟自身大小接近的波長的光。
地球大氣裡主要成分為氣體分子（在非沙塵天氣裡），顆粒很小，行為由銳利散射描述，散射波長短的光子。
因此，你在白天看到的天空是藍色的，因為氣體分子受到太陽光照射，散射藍光。而在火星上大氣稀薄，氣體成分不在主導散射行為，而相比之下塵埃顆粒較多，這些塵埃顆粒比較大（幾個微米的量級），散射行為由米爾散射（mie scattering）描述，散射的光子波長跟自身顆粒大小相同，因此散射紅光，這時你看到的天空的顏色是紅色。而在視線方向上，因為來自太陽的光中紅色部分被散射掉了一些。
所以，你看到的光會偏藍。
出題老師：錢佳芹
杭州市丁蘭實驗中學副校長
