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来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/28 21:14:03
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火星的火红色,自古就吸引着人们,而希腊更是称之为战神.此时人们观测火星就和其他天体般,大部分是为了占星,而为了科学目的主要在十七世纪之后,如开普勒探索行星运动定律时就是依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料.
乔瓦尼·斯加帕雷里所绘之火星地图.望远镜发明后,人们对火星可以进行更进一步的观测.第一个使用望远镜观测星空的伽利略所见的火星只是一个橘红小点,然而随着望远镜的发展,观测者开始辨别到一些明暗特征.惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时,他亦为首次纪录火星南极冠的人.一开始由于各人各自观测,意见亦不一致,地名也未统一(例如用绘制者名字命名).后来意大利的乔瓦尼·斯加帕雷里(Giovanni Schiaparelli)统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图,地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源,而其余则依照旧有的观念:暗区被认为是湖(lacus)海(mare)等水体,如太阳湖(Solis Lacus——Lake of the Sun)、塞壬海(Mare Sirenum——the Sea of Sirens)、最明显的暗大三角——大塞地斯(Syrtis Major);而亮区则是陆地,如亚马逊(Amazonis).这个命名系统一直延续下来.
火星当时,斯加帕雷里和同期观测者一样,观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线,因为对于暗区是水体的传统,这些细线命名为水道(canali).而后来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张,有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的,改变以往认为暗区是水的说法.帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)亦观察到,并宣称那些“水道”其实是人工挖掘的“运河”,用来灌溉植物,因为水道应太细不可见,而看到的细线应是灌溉出的大片植物.风靡大众的火星科幻和火星人即源于此.不过这些细线大多已证明是不存在的,部分则是峡谷或陨石坑后延伸出的深色沙子.而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移,或发生火星尘暴.
人类探测火星的历史
1962年前苏联火星1号探测火星失败
1965年美水手4号探测器飞越火星
1971年前苏联火星2号在火星着陆
1972年美水手9号沿火星轨道飞行
1976年海盗1号和2号在火星着陆
1989年福波斯1、2号飞往火星途中失踪
1993年火星观察者抵火星轨道前失踪
1996年俄“火星-96”发射失败
1997年火星环球勘探者进入火星轨道
1997年美火星探路者在火星着陆
1998年美国发射火星气候探测器
1999年美发射火星极地着陆者探测器
2003年美国发射了勇气号和机遇号火星探测器着陆
2003年欧洲发射“火星快车”
2007年美国发射凤凰号火星极地着陆探测器
2009年俄罗斯探测“火卫一”
人类探测火星的意义
1996年,著名天文学家卡尔·萨根在应NASA(美国宇航局)要求而写的报告中列举了探测火星的理由:
1.火星是地球上人类可以探索的最近行星;
2.大约40亿年以前, 火星与地球气候相似, 也有河流、湖泊甚至可能还有海洋, 未知的原因使得火星变成今天这个模样.探索使火星的气候变化的原因, 对保护地球的气候条件具有重大意义;
3.火星有一个巨大的臭氧洞, 太阳紫外线没遮拦地照射到火星上.可能这就是海盗1号、海盗2号未能找到有机分子的原因.火星研究有助于了解地球臭氧层一旦消失对地球的极端后果.
4.在火星上寻找历史上曾经有过的生命的化石, 这是行星探测中最激动人心的目的之一, 如果找到, 就意味着只要条件许可生命就能在宇宙中行星上崛起;
5.查明今日火星上有无绿洲, 绿洲上有无生命以及生命存在的形式类型;
6.火星探测是许多新技术的试验场地, 这些技术包括大气制动利用火星资源产生氧化剂和燃料返程用遥控自动仪和取样远程通讯等;
7.虽然南极陨石提供了火星上少数未知地域的样本, 但只有空间探测才能窥其全貌;
8.从长期来看, 火星是一个可供人们移居的星球;
9.由于历史的原因, 公众对火星探测的支持和共鸣是任何其它空间探测对象难以相比的火星探测是进行国际合
水与冰
火星的低压下,水无法以液态存在,只在低海拔区可短暂存在. 而冰倒是很多,如两极冰冠就包含大量的冰.2007年三月,NASA就声称,南极冠的冰假如全部融化,可覆盖整个星球达11米深.另外,地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约60°的地方.
推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层(cryosphere),只有当火山活动时才有可能释放出来.史上最大的一次是在水手谷形成时,大量水释出,造成的洪水刻划出众多的河谷地形,流入克里斯平原.另一次较小但较近期的一次,是在五百万年前科伯洛斯槽沟(Cerberus Fossae)形成时,释出的水在埃律西姆平原(Elysium Planitia)形成冰海,至今仍能看见痕迹. 对于于火星上有冰存在的直接证据在2008年6月20日被凤凰号发现,凤凰号在火星上挖掘发现了八粒白色的物体,当时研究人员揣测这些物体不是盐(在火星有发现盐矿)就是冰,而四天后这些白粒就凭空消失,因此这些白粒一定升华了,盐不会有这种现象. 火星全球勘测者所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史.尽管有很多巨大的洪水道和具有树枝状支流的河道被发现,还是没发现更小尺度的洪水来源.推测这些可能已被风化侵蚀,表示这些河道是很古老的.火星全球勘测者高解析照片也发现数百个在陨石坑和峡谷边缘上的沟壑.它们趋向坐落于南方高原、面向赤道的陨石坑壁上.因为没有发现部分被侵蚀或被陨石坑覆盖的沟壑,推测他们应是非常年轻的.
有个特别引人注目的例子.短短6年,这个沟壑又出现新的白色沉积物.NASA火星探测计划(Mars Exploration Program)的首席科学家麦克·梅尔(Michael Meyer)表示,只有含大量液态水才能形成这样的样貌.而水是出自降水、地下水或其他来源仍是一个疑问.不过有人提议,这可能是二氧化碳霜或是地表尘埃移除造成的.
另外一个关于火星上曾存在液态水的证据,就是发现特定矿物,如赤铁矿和针铁矿,而这两者都需在有水环境才能形成.
2008年7月31日,美国航空航天局科学家宣布,凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生,也有可能是太阳烤干了,因为火星离太阳近,从而最终确认火星上有水存在.作的理想项目.