火星探索给人类带来什么

从飞船上拍摄到的火星表面。

缘起

人类对她“情有独钟”

记者: 在太阳系九大行星中,人类为什么长期对火星“矢志不渝、情有独钟” 欧阳自远 火星按离太阳由近及远的顺序为第四颗行星,比较而言,在太阳系九大行星中,火星是自然条件最接近地球的行星 第一,火星直径约为地球的一半,体积大约是地球的1/8,质量是地球的1/10;第二,火星有稀薄的大气层,气压大约在0.05 0.07个大气压。大气成分主要为二氧化碳,此外还有少量的氮气和氩气,水蒸气则很少;第三,火星自转一周比地球多半个多小时,和地球的昼夜长短差不多。火星上也有春夏秋冬四季之分,绕太阳公转周期为687日;第四,火星的地表也有高山和平原,但绝大部分则类似于地球的戈壁滩和荒漠,常年刮着4米 5米/秒的大风。最热摄氏20度,最冷则达摄氏零下120度,年平均温度摄氏零下60度,昼夜温差很大。火星独特的空间位置、气候和地质状况有可能成为科学研究基地和将来人类移民的彼岸。

王渝生： 最先受科学家关注的是水星、金星,但后来的探测表明,水星上没有水,只有极稀薄的大气,昼夜温差极大,表面温度向太阳一面可达427度,背太阳一面最低可达零下173度;金星大气中的二氧化碳含量在97%以上,由于温室效应,表面温度高达465 485度,生命根本无法存在。而木星和土星是流体行星,没有固态表面;天王、海王、冥王这3颗行星离太阳的距离太远,几乎是气态,生命更无法存在。

刘振兴： 1960年,前苏联科学家就开始对火星的研究,美国也在1962年开始这项工作。1962年11月,前苏联发射的“火星1号”探测器在飞离地球1亿公里时与地面失去联系,从此下落不明,它被看作是火星探测的开端。近几十年来,人类共进行过37次火星探索尝试,其中美国16次,俄罗斯 包括前苏联 18次,这些探索有20次以失败告终。人类之所以对火星这么“情有独钟”,是因为根据火星和地球有诸多相似之处的特点,研究火星的现状及演化史,了解它的历史演变,可以让世人更好地了解和保护人类所居住的地球。

科学家为找水所“诱惑”

记者： “机遇”号和“勇气”号的主要使命是什么 据说,科学家的主要目的就是试图在火星上找到水,或者找到曾经存在水的痕迹。为什么花费巨资证明这样一个几近无望的假想,对人类的诱惑力那么大

刘振兴： “勇气”和“机遇”号这对“孪生兄弟”由600多位专家共同设计研制,两辆火星车总共造价8.2亿美元,也是迄今为止最昂贵的登陆火星探测器。它们承担的科学任务包括 1、判断火星上是否存在过生命;2、探测火星气候特征;3、寻找并描述多种能显示古代水活动的岩石和土壤;4、取得上述科研成果,为人类进一步的探索打下基础。主要目的是对火星水消失的原因进行研究,以期证明科学家关于火星上是否有水以及是否存在生命的设想。

王渝生： 水是生命存在的基础。地球之所以有生命,主要是有下列条件的存在 首先,地球距离太阳远近适中,具有介乎0度 100度的温度,这是水能在液体状态下存在的温度范围。其次,地球体积、质量大小适度,有适于生物呼吸的大气,还有适于形成生物的各种物质如碳、氢、氧、氮等。据探测,在火星两极表面很可能存在结成冰的水,这和在地球两极发现的固态水的结果是一样的,这对人类研究生命的起源具有重要意义。

欧阳自远： 火星上有许多干涸的类似河床的峡谷,有科学家认为火星曾是个温暖、湿润,适合生命生存的地方,但现在的火星干冷坚硬,迄今为止没有在表面发现一滴液态水,找不到一丝生命的气息。人类迄今共找到了28块火星陨石,其中一块编号为ALH84001的陨石在显微镜下的照片,显示出其表面有类似微生物的生命化石痕迹。这块陨石的年龄在36亿年左右,而这一时期地球也孕育、存在着类似的微生物。这颗与地球如此相似的星球为何最终没有像地球那样孕育出纷繁复杂的生命 如果要有生命存在,就一定要有水,那36亿年前火星上曾有的水后来哪里去了 是什么原因使生命的进程被打断 科学家认为在火星两极表面很可能存在结成冰的水,有证据表明火星地表之下也存在着更多的水,这次火星探索如果能在火星上找到水、或者找到曾经存在水的痕迹,就至少意味着找到了火星上曾经存在过生命的间接证据,这对研究生物的进化有着多么大的帮助啊！

人类和动物最本质的区别,就是不断地探求未知。从科学角度说,地球也有自己的生命终结,人类想知道自己从哪里来 将来要走向何处 试图找到这些问题答案的诱惑力是无尽的。科学研究并非都是立竿见影,通过对火星和地球截然相反的命运的比较,我们或许能够更好地揭开地球生命起源与演化的奥秘和宇宙中的生命之谜。

移民火星是否仅是空想

记者： 随着“火星热”的升温,探测太空如今成了老百姓茶余饭后的热点话题。“勇气”、“机遇”登上火星,是否意味着火星上的部分土地就为美国所有 我国目前为什么还没有发射火星探测器的计划 人类移民火星是否仅仅是空想

刘振兴： 按照1967年联合国制定的《外层空间条约》的规定,外太空包括月球和其他星体在内,不为任何主权国家所有。如果对火星的探索进入到开发阶段,国际上会签订统一的条约,来约束与规范各国对太空星体的开发利用。

火星探测比月球探测的难度要大很多。从距离上来讲就有“天壤之别”,月球的光电信号传到地球,只需要1秒钟多一点,而从火星传来则需要10分钟以上。我国目前的航天科技手段与探测火星还有一定距离,还需要加快相关的基础设施建设和科研攻关。但开展深空探测是中国航天的一个方向,目前的主要目标是月球,今年我国已正式启动探月工程。对于火星的研究,我国科学家一直在进行中,但目前还没有发射火星探测器的计划。

欧阳自远： 根据自然条件,人类去火星生存、移民与月球相比,要较为有利和容易一些。从理论上讲,人类的生存空间将不会只局限在地球这一个摇篮中,移民火星不应该仅仅是空想,但这也许要经过几个世纪的漫长过程,目前还没有具体实施的计划。要使火星适于人类居住,面临的首要问题就是如何提高火星的温度、怎样改造大气并制造出大量的氧气以及怎样消除宇宙辐射对人体的危害等等。

刘振兴： 有人曾想象了人类移民火星的4个阶段 第一步是在火星的隐蔽处使用有效降低辐射的建筑材料造房屋,试种作物,所有穿着要使用防辐射材料。第二步是在火星上建造化工厂和核电站,形成温室效应,使火星上摄氏零下几十度的温度上升到摄氏零下几度。第三步是火星上的温度已经达到摄氏零下几度,有植物生长和形成,大气层逐渐加厚。人类可以不穿防护服,但仍须带呼吸器进行呼吸。第四步是火星大气层形成,气温平均在摄氏零度,可以正常种植和收获庄稼,空气也足够人们呼吸,火星上开始形成城市,这时就可以成规模地向火星移民了。但移民火星要解决的问题太多了,这些仅仅是设想,且过程漫长,迄今为止还没有付诸实施。

王渝生： 我本人对移民火星持保守态度。火星上的沙尘暴、高辐射和流星雨等都是对人类生存的巨大威胁。人类移民外太空理论上可行,但是在可预见的将来没必要,因为花费太高,代价太大,不合算。这些资金还不如用来改造地球目前的生态环境以及做好计划生育工作。本着科学实验的目的,少数宇航员到达火星生活一段时间是可能的,但如果在短期内进行大规模的移民则缺乏现实意义。与其这样,还不如搞商业性的宇宙旅行,这更能吸引人,也更能产生经济效益。如果把这种旅行的费用大幅度地降低,我也要报名参加太空旅行团到火星上去！

特邀嘉宾：

中科院院士欧阳自远

中国科技馆馆长王渝生

中科院院士刘振兴