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星际战甲火卫二平原用什么甲_八大行星以及特征

发布时间:2024-05-30 07:32:14作者:小编酱

八大行星以及特征

在2006年8月24日于布拉格举行的第26界国际天文联会中通过的第5号决议中,冥王星被划为矮行星,并命名为小行星134340号,从太阳系九大行星中被除名.所以现在太阳系只有八大行星.文中所有涉及“九大行星”的都已改为“八大行星”.
从2006年8月24日11起,新的太阳系八大行星分别是:金星、木星、水星、火星、土星、地球、天王星和海王星.
新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑.天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处.冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方.20世纪90年代以来,天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体.比如,美国天文学家布朗发现的“2003UB313”,就是一个直径和质量都超过冥王星的天体.
【水星】
水星最接近太阳,是太阳系中第二小行星.水星在直径上小于木卫三和土卫六,但它更重.
公转轨道: 距太阳 57,910,000 千米 (0.38 天文单位)
行星直径: 4,880 千米
质量: 3.30e23 千克
在古罗马神话中水星是商业、旅行和偷窃之神,即古希腊神话中的赫耳墨斯,为众神传信的神,或许由于水星在空中移动得快,才使它得到这个名字.
早在公元前3000年的苏美尔时代,人们便发现了水星,古希腊人赋于它两个名字:当它初现于清晨时称为,当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯.不过,古希腊天文学家们知道这两个名字实际上指的是同一颗星星,赫拉克赖脱(公元前5世纪之希腊哲学家)甚至认为水星与金星并非环绕地球,而是环绕着太阳在运行.
仅有水手10号探测器于1973年和1974年三次造访水星.它仅仅勘测了水星表面的45%(并且很不幸运,由于水星太靠近太阳,以致于哈博望远镜无法对它进行安全的摄像).
水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行(岁差:地轴进动引起春分点向西缓慢运行,速度每年0.2",约25800年运行一周,使回归年比恒星年短的现象.分日岁差和行星岁差两种,后者是由行星引力产生的黄道面变动引起的.)在十九世纪,天文学家们对水星的轨道半径进行了非常仔细的观察,但无法运用牛顿力学对此作出适当的解释.存在于实际观察到的值与预告值之间的细微差异是一个次要(每千年相差七分之一度)但困扰了天文学家们数十年的问题.有人认为在靠近水星的轨道上存在着另一颗行星(有时被称作Vulcan,“祝融星”),由此来解释这种差异,结果最终的答案颇有戏剧性:爱因斯坦的广义相对论.在人们接受认可此理论的早期,水星运行的正确预告是一个十分重要的因素.(水星因太阳的引力场而绕其公转,而太阳引力场极其巨大,据广义相对论观点,质量产生引力场,引力场又可看成质量,所以巨引力场可看作质量,产生小引力场,使其公转轨道偏离.类似于电磁波的发散,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,传向远方.--译注)
在1962年前,人们一直认为水星自转一周与公转一周的时间是相同的,从而使面对太阳的那一面恒定不变.这与月球总是以相同的半面朝向地球很相似.但在1965年,通过多普勒雷达的观察发现这种理论是错误的.现在我们已得知水星在公转二周的同时自转三周,水星是太阳系中目前唯一已知的公转周期与自转周期共动比率不是1:1的天体.
水星上的温差是整个太阳系中最大的,温度变化的范围为90开到700开.相比之下,金星的温度略高些,但更为稳定.
水星在许多方面与月球相似,它的表面有许多陨石坑而且十分古老;它也没有板块运动.另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米).水星是太阳系中仅次于地球,密度第二大的天体.事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩;或非如此,水星的密度将大于地球,这表明水星的铁质核心比地球的相对要大些,很有可能构成了行星的大部分.因此,相对而言,水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地壳.
巨大的铁质核心半径为1800到1900千米,是水星内部的支配者.而硅酸盐外壳仅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融状.
事实上水星的大气很稀薄,由太阳风带来的被破坏的原子构成.水星温度如此之高,使得这些原子迅速地散逸至太空中,这样与地球和金星稳定的大气相比,水星的大气频繁地被补充更换.
水星的表面表现出巨大的急斜面,有些达到几百千米长,三千米高.有些横处于环形山的外环处,而另一些急斜面的面貌表明他们是受压缩而形成的.据估计,水星表面收缩了大约0.1%(或在星球半径上递减了大约1千米).
水星上最大的地貌特征之一是Caloris 盆地,直径约为1300千米,人们认为它与月球上最大的盆地Maria相似.如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同时造成了星球另一面正对盆地处奇特的地形.
除了布满陨石坑的地形,水星也有相对平坦的平原,有些也许是古代火山运动的结果,但另一些大概是陨石所形成的喷出物沉积的结果.
水星有一个小型磁场,磁场强度约为地球的1%.
至今未发现水星有卫星.
通常通过双筒望远镜甚至直接用肉眼便可观察到水星,但它总是十分靠近太阳,在曙暮光中难以看到.Mike Harvey的行星寻找图表指出此时水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光灿烂”这个天象程序作更多更细致的定制.
【金星】
金星是离太阳第二近,太阳系中第六大行星.在所有行星中,金星的轨道最接近圆,偏差不到1%.
轨道半径: 距太阳 108,200,000 千米 (0.72 天文单位)
行星直径: 12,103.6 千米
质量: 4.869e24 千克
金星 (希腊语: 阿佛洛狄特;巴比伦语: Ishtar)是美和爱的女神,之所以会如此命名,也许是对古代人来说,它是已知行星中最亮的一颗.(也有一些异议,认为金星的命名是因为金星的表面如同女性的外貌.)
金星在史前就已被人所知晓.除了太阳与月亮外,它是最亮的一颗.就像水星,它通常被认为是两个独立的星构成的:晨星叫Eosphorus,晚星叫Hesperus,希腊天文学家更了解这一点.
既然金星是一颗内层行星,从地球用望远镜观察它的话,会发现它有位相变化.伽利略对此现象的观察是赞成哥白尼的有关太阳系的太阳中心说的重要证据.
第一艘访问金星的飞行器是1962年的水手2号.随后,它又陆续被其他飞行器:金星先锋号,苏联尊严7号(第一艘在其他行星上着陆的飞船)、尊严9号(第一次返回金星表面照片[左图])访问(迄今已总共至少20次).最近,美国轨道飞行器Magellan成功地用雷达产生了金星表面地图.
金星的自转非常不同寻常,一方面它很慢(金星日相当于243个地球日,比金星年稍长一些),另一方面它是倒转的.另外,金星自转周期又与它的轨道周期同步,所以当它与地球达到最近点时,金星朝地球的一面总是固定的.这是不是共鸣效果或只是一个巧合就不得而知了.
金星有时被誉为地球的姐妹星,在有些方面它们非常相像:
-- 金星比地球略微小一些(95%的地球直径,80%的地球质量).
-- 在相对年轻的表面都有一些环形山口.
-- 它们的密度与化学组成都十分类似.
由于这些相似点,有时认为在它厚厚的云层下面金星可能与地球非常相像,可能有生命的存在.但是不幸的是,许多有关金星的深层次研究表明,在许多方面金星与地球有本质的不同.
金星的大气压力为90个标准大气压(相当于地球海洋深1千米处的压力),大气大多由二氧化碳组成,也有几层由硫酸组成的厚数千米的云层.这些云层挡住了我们对金星表面的观察,使得它看来非常模糊.这稠密的大气也产生了温室效应,使金星表面温度上升400度,超过了740开(总以使铅条熔化).金星表面自然比水星表面热,虽然金星比水星离太阳要远两倍.
云层顶端有强风,大约每小时350千米,但表面风速却很慢,每小时几千米不到.
【地球】
地球是距太阳第三颗,也是第五大行星:
轨道半径: 149,600,000 千米 (离太阳1.00 天文单位)
行星直径: 12,756.3 千米
质量: 5.9736e24 千克
地球是唯一一个不是从希腊或罗马神话中得到的名字.Earth一词来自于古英语及日耳曼语.这里当然有许多其他语言的命名.在罗马神话中,地球女神叫Tellus-肥沃的土地(希腊语:Gaia, 大地母亲)
直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星.
地球,当然不需要飞行器即可被观测,然而我们直到二十世纪才有了整个行星的地图.由空间拍到的图片应具有合理的重要性;举例来说,它们大大帮助了气象预报及暴风雨跟踪预报.它们真是与众不同的漂亮啊!
地球由于不同的化学成分与地震性质被分为不同的岩层(深度-千米):
0- 40 地壳
40- 400 Upper mantle - 上地幔
400- 650 Transition region - 过渡区域
650-2700 Lower mantle - 下地幔
2700-2890 D'' layer - D"层
2890-5150 Outer core - 外核
5150-6378 Inner core - 内核
地壳的厚度不同,海洋处较薄,大洲下较厚.内核与地壳为实体;外核与地幔层为流体.不同的层由不连续断面分割开,这由地震数据得到;其中最有名的有数地壳与上地幔间的莫霍面-不连续断面了.
地球的大部分质量集中在地幔,剩下的大部分在地核;我们所居住的只是整体的一个小部分(下列数值×10e24千克):
大气 = 0.0000051
海洋 = 0.0014
地壳 = 0.026
地幔 = 4.043
外地核 = 1.835
内地核 = 0.09675
地核可能大多由铁构成(或镍/铁),虽然也有可能是一些较轻的物质.地核中心的温度可能高达7500K,比太阳表面还热;下地幔可能由硅,镁,氧和一些铁,钙,铝构成;上地幔大多由olivene,pyroxene(铁/镁硅酸盐),钙,铝构成.我们知道这些金属都来自于地震;上地幔的样本到达了地表,就像火山喷出岩浆,但地球的大部分还是难以接近的.地壳主要由石英(硅的氧化物)和类长石的其他硅酸盐构成.就整体看,地球的化学元素组成为:
34.6% 铁
29.5% 氧
15.2% 硅
12.7% 镁
2.4% 镍
1.9% 硫
0.05% 钛
地球是太阳系中密度最大的星体.
其他的类地行星可能也有相似的结构与物质组成,当然也有一些区别:月球至少有一个小内核;水星有一个超大内核(相当于它的直径);火星与月球的地幔要厚得多;月球与水星可能没有由不同化学元素构成的地壳;地球可能是唯一一颗有内核与外核的类地行星.值得注意的是,我们的有关行星内部构造的理论只是适用于地球.
不像其他类地行星,地球的地壳由几个实体板块构成,各自在热地幔上漂浮.理论上称它为板块说.它被描绘为具有两个过程:扩大和缩小.扩大发生在两个板块互相远离,下面涌上来的岩浆形成新地壳时.缩小发生在两个板块相互碰撞,其中一个的边缘部份伸入了另一个的下面,在炽热的地幔中受热而被破坏.在板块分界处有许多断层(比如加利福尼亚的San Andreas断层),大洲板块间也有碰撞(如印度洋板块与亚欧板块).目前有八大板块:
北美洲板块 - 北美洲,西北大西洋及格陵兰岛
南美洲板块 - 南美洲及西南大西洋
南极洲板块 - 南极洲及沿海
亚欧板块 - 东北大西洋,欧洲及除印度外的亚洲
非洲板块 - 非洲,东南大西洋及西印度洋
印度与澳洲板块 - 印度,澳大利亚,新西兰及大部分印度洋
Nazca板块 - 东太平洋及毗连南美部分地区
太平洋板块 - 大部分太平洋(及加利福尼亚南岸)
还有超过廿个小板块,如阿拉伯,菲律宾板块.地震经常在这些板块交界处发生.绘成图使得更容易地看清板块边界.
地球的表面十分年轻.在50亿年的短周期中(天文学标准),不断重复着侵蚀与构造的过程,地球的大部分表面被一次又一次地形成和破坏,这样一来,除去了大部分原始的地理痕迹(比如星体撞击产生的火山口).这样一来,地球上早期历史都被清除了.地球至今已存在了45到46亿年,但已知的最古老的石头只有40亿年,连超过30亿年的石头都屈指可数.最早的生物化石则小于39亿年.没有任何确定的记录表明生命真正开始的时刻.
71%的地球表面为水所覆盖.地球是行星中唯一一颗能在表面存在有液态水(虽然在土卫六的表面存在有液态乙烷与甲烷,木卫二的地下有液态水).我们知道,液态水是生命存在的重要条件.海洋的热容量也是保持地球气温相对稳定的重要条件.液态水也造成了地表侵蚀及大洲气候的多样化,目前这是在太阳系中独一无二的过程(很早以前,火星上也许也有这种情况).
地球的大气由77%的氮,21%氧,微量的氩、二氧化碳和水组成.地球初步形成时,大气中可能存在大量的二氧化碳,但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石,少部分溶入了海洋或给活着的植物消耗了.现在板块构造与生物活动维持了大气中二氧化碳到其他场所再返回的不停流动.大气中稳定存在的少量二氧化碳通过温室效应对维持地表气温有极其深远的重要性.温室效应使平均表面气温提高了35摄氏度(从冻人的-21℃升到了适人的14℃);没有它海洋将会结冰,而生命将不可能存在.
丰富的氧气的存在从化学观点看是很值得注意的.氧气是很活泼的气体,一般环境下易和其他物质快速结合.地球大气中的氧的产生和维持由生物活动完成.没有生命就没有充足的氧气.
地球与月球的交互作用使地球的自转每世纪减缓了2毫秒.当前的调查显示出大约在9亿年前,一年有481天又18小时.
【火星】
火星为距太阳第四远,也是太阳系中第七大行星:
公转轨道: 离27,940,000 千米 (1.52 天文单位)
行星直径: 6,794 千米
质量: 6.4219e23 千克
火星(希腊语: 阿瑞斯)被称为战神.这或许是由于它鲜红的颜色而得来的;火星有时被称为“红色行生”.(趣记:在希腊人之前,古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉.而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征)而三月份的名字也是得自于火星.
火星在史前时代就已经为人类所知.由于它被认为是太阳系中人类最好的住所(除地球外),它受到科幻小说家们的喜爱.但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的,都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的.
第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的.人们接连又作了几次尝试,包括1976年的两艘海盗号飞行器.此后,经过长达20年的间隙,在1997年的七月四日,火星探路者号终于成功地登上火星.
火星的轨道是显著的椭圆形.因此,在接受太阳照射的地方,近日点和远日点之间的温差将近30摄氏度.这对火星的气候产生巨大的影响.火星上的平均温度大约为218K(-55℃,-67华氏度),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207华氏度)到夏日白天的将近300K(27℃,80华氏度)的跨度.尽管火星比地球小得多,但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积.
除地球,火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星.其中不乏一些壮观的地形:
- 奥林匹斯山脉: 它在地表上的高度有24千米(78000英尺),是太阳系中最大的山脉.它的基座直径超过500千米,并由一座高达6千米(20000英尺)的悬崖环绕着;
- Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起,有大约4000千米宽,10千米高;
- Valles Marineris: 深2至7千米,长为4000千米的峡谷群;
- Hellas Planitia: 处于南半球,6000多米深,直径为2000千米的冲击环形山.
火星的表面有很多年代已久的环形山.但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原.
在火星的南半球,有着与月球上相似的曲型的环状高地.相反的,它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成.这些平原的形成过程十分复杂.南北边界上出现几千米的巨大高度变化.形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知(有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的).最近,一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方.这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决.
火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的.一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成;外包一层熔岩,它比地球的地幔更稠些;最外层是一层薄薄的外壳.相对于其他固态行星而言,火星的密度较低,这表明,火星核中的铁(镁和硫化铁)可能含带较多的硫.
如同水星和月球,火星也缺乏活跃的板块运动;没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动.由于没有横向的移动,在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态.再加之地面的轻微引力,造成了Tharis凸起和巨大的火山.但是,人们却未发现火山最近有过活动的迹象.虽然,火星可能曾发生过很多火山运动,可它看来从未有过任何板块运动.
火星上曾有过洪水,地面上也有一些小河道,十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀.在过去,火星表面存在过干净的水,甚至可能有过大湖和海洋.但是这些东西看来只存在很短的时间,而且据估计距今也有大约四十亿年了.(Valles Marneris不是由流水通过而形成的.它是由于外壳的伸展和撞击,伴随着Tharsis凸起而生成的).
在火星的早期,它与地球十分相似.像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石.但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应.因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多.
火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的.火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在Olympus Mons的顶端却只有1毫巴.但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴.火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应,但那些仅能提高其表面5K的温度,比我们所知道的金星和地球的少得多.
火星的两极永久地被固态二氧化碳(干冰)覆盖着.这个冰罩的结构是层叠式的,它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成.在北部的夏天,二氧化碳完全升华,留下剩余的冰水层.由于南部的二氧化碳从没有完全消失过,所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层.这种现象的原因还不知道,但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的.或许在火星表面下较深处也有水存在.这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右(由海盗号测量出).
但是最近通过哈博望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况.火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了(详细情况请看来自STScI站点).
海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命,结果是否定的.但乐观派们指出,只有两个小样本是合格的,并且又并非来自最好的地方.以后的火星探索者们将继续更多的实验.
火星的卫星
火星有两个小型的近地面卫星.
卫星 距离(千米) 半径(千米) 质量(千克) 发现者 发现日期
火卫一 9000 11 1.08e16 Hall 1877
火卫二 23000 6 1.80e15 Hall 1877
【木星】
木星是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍).
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1.900e27 千克
木星(a.k.a. Jove; 希腊人称之为 宙斯)是上帝之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星)的儿子.
木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓.根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一,木卫二,木卫三和木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据;由于伽利略直言不讳地支持哥白尼的理论而被宗教裁判所逮捕,并被强迫放弃自己的信仰,关在监狱中度过了余生.
木星在1973年被先锋10号首次拜访,后来又陆续被先锋11号,旅行者1号,旅行者2号和Ulysses号考查.目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据.
气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径).我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高.
木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成.这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似.土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了.
木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量.
内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态金属氢的形式存在.这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是).液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了).在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源.同样在这一层也可能含有一些氦和微量的“冰”.
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处.水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿.
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物.然而,来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层).但这次证明的地表位置十分不同寻常(左图)--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区.
木星和其他气态行星表面有高速飓风,并被限制在狭小的纬度范围内,在连近纬度的风吹的方向又与其相反.这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌.光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带(belts).这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现.伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多(大于400英里每小时),并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米.木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量.
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓.
色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色.我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层.
木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke).大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆,总以容纳两个地球.其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了.红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷.类似的情况在土星和海王星上也有.目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间.
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多.木星内部很热:内核处可能高达20,000开.该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩).(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件.)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程.土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不.
木星与气态行星所能达到的最大直径一致.如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿.一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍.
木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过6.5e7千米(超过了土星的轨道!).(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸.)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释.不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍.这类“辐射”类似于,不?

人类探测器在火星上的活动范围

●1962年11月,苏联发射“火星1号”探测器,其在飞离地球1亿公里时与地面失去联系。它被看作是人类探测火星的开端。

●1964年11月28日,美国发射“水手4号”探测器,1965年7月15日首次成功飞临火星。它与火星的最近距离为9846公里,拍摄并回传21幅照片,发现火星上存在大量环形山,大气密度为地球的1%。该探测器于1967年12月21日失联。

●1969年,美国的“水手5号”探测器和“水手6号”探测器飞掠火星表面,拍摄200多幅照片,展示了火星表面超出预料的低温度和二氧化碳浓度。同年,“水手7号”探测器也传回126幅照片。

●1971年5月,苏联发射“火星3号”探测器。当年12月,在遭遇了火星沙尘暴后与地面失去联系。

●1972年,美国“水手9号”探测器成为火星的第一颗人造卫星,长期在火星轨道上飞行考察,成功拍摄火星全貌,累计拍摄7329幅火星照片,展示了火星的外形外貌。

●1975年8月,美国“海盗1号”探测器发射,1976年7月顺利着陆火星,并传回彩色照片。

●1996年12月,美国发射“火星探路者号”探测器,其携带的着陆器“旅居者号”于1997年7月释放火星表面。

●1998年7月,日本“希望号”探测器发射,但故障频繁,日本最终于2003年宣布该任务失败。

●2001年4月,美国“奥德赛号”探测器发射,它发现火星表层可能富含冰冻水。

●2003年,美国“勇气号”和“机遇号”火星车先后发射,双双成功登陆火星。6年后,“勇气号”与地面失去联系。

●2003年,欧洲航天局发射“火星快车”探测器,其携带的“猎兔2号”着陆器着陆火星后无法与地球联系。次年,“火星快车”探测器发现火星南极存在冰冻水。这是人类首次在火星表面发现水。

●2005年8月,美国发射“火星勘测轨道飞行器”。

●2007年8月,美国发射“凤凰号”探测器,2008年5月着陆火星北极。5个月后,美国航天局宣布与其失去联系。

●2011年11月9日,首颗“萤火一号”探测器与俄罗斯“福布斯-土壤”探测器一同发射,分赴火星和火卫,但在飞行过程中出现意外,未能按计划变轨。

●2011年11月,美国“好奇号”火星车如愿升空,8个多月后平安着陆。

去火星的卫星叫什么

火星探测器。

火星探测器,是一种用来探测火星的人造航天器,包括从火星附近掠过的太空船、环绕火星运行的人造卫星、登陆火星表面的着陆器、可在火星表面自由行动的火星漫游车以及未来的载人火星飞船等。

1960年,前苏联向火星发射了火星1A号探测器,它是人类探测火星的开端。1964年,美国成功发射水手4号火星探测器,它是历史上第一个成功到达火星的探测器。随后美、苏、欧、日等国相继发射了数十个火星探测器。

2020年7月23日,在海南岛东北海岸文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空,飞行2000多秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了自主开展行星探测的第一步。北京时间2021年2月19日4点55分,美国 “毅力号”火星车成功在红色星球登陆。

2021年5月15日,国家航天局消息,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。 

八大行星中火星排第几

八大行星中火星距离太阳排第四。

火星,离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一。

欧洲古称火星为玛尔斯,古罗马神话中的战神,也被称为“红色星球”。古汉语中则因为它荧荧如火,位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。

其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相近,但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等,但在大部分时间里比木星暗。

火星大气以二氧化碳为主,既稀薄又寒冷,遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石,没有稳定的液态水。南半球是古老、充满撞击坑的高地,北半球则是较年轻的低地平原。火星上有太阳系已知最大的山—奥林帕斯山,最大的峡谷—水手号峡谷。火星有两个天然卫星:火卫一和火卫二,形状不规则,可能是捕获的小行星。根据观测的证据,火星被观察到类似地下水涌出的现象,南极冰冠有部分退缩,雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。

AI机器人是否更适合成为第一个“火星常驻

回答这个问题之前,让我先来了解一下火星,看看火星到底适合不适合人类长期居住。

火星

火星(Mars)是太阳系八大行星之一,是太阳系由内往外数的第四颗行星,属于类地行星(太阳系共有水星、金星、地球、火星四颗类地行星)。其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,英文里前缀areo-即为火星。

夜间天空中的火星荧荧如火,亮度常变,令人迷惑,所以古代称火星为“荧惑”。而在古罗马神话中,它被想象为身披盔甲、浑身是血的战神“玛尔斯”(Mars),这也是火星英文名字的由来。

▲太阳系全家福

▲太阳系八大行星

▲水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)四大类地行星

▲玛尔斯(Mars),是罗马神话中的国土、战争、农业和春天之神,罗马十二之一。朱庇特与朱诺之子,贝娄娜之丈夫,维纳斯的情人,他是罗马军团崇拜的神明中最重要的一位,其重要程度仅次于朱庇特。对应希腊神话中的阿瑞斯。玛尔斯的节日是在三月和十月。拉丁语的“火星”和英的“March”正是源自玛尔斯。

火星和地球一样拥有多样的地形,有高山、平原和峡谷,火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体,二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。

火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长,冬季大气中的二氧化碳凝结至地表使极冠扩张,就如同地球冬季高纬度地区被雪覆盖,而夏季干冰升华后剩下的两极高原则可比拟做地球的南极洲与格陵兰冰层。前者称作季节性极冠,后者称作永久极冠。

▲火星是地球的“孪生兄弟”

▲火星地貌(由“勇气”号火星探测器拍摄)

▲火星上的沙丘(由“机遇”号火星探测器拍摄)

▲火星北极

火星是除金星之外离地球最近的行星,由于运行轨道的变化,火星与地球近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。

▲火星与地球近距离接触

行星对比:火星 VS 地球

体积:火星体积为地球的15%;

质量:火星质量为地球的11%;

直径:火星直径为地球的53%;

表面积:火星表面积为地球的29%;

密度:火星密度比其他三颗类地行星(地球、金星、水星)还要小很多;

气压:火星是地球的 0.6%;

表面重力:火星是地球的38%;

距太阳的距离:火星比地球远50%左右;

绕太阳公转的周期:火星为687天(地球日),1.88地球年,地球为365天;

轨道离心率:火星大约为0.093,地球只有0.017;

天然卫星:火星有火卫一和火卫二两个天然卫星,地球只有月球一个天然卫星。

▲地球与火星

▲太阳系的各大行星和它们各自的卫星(注:而曾经被认为是“九大行星”之一的冥王星于2006年8月24日被定义为“矮行星”)

▲火星和它的两颗卫星

▲地球和月球

非常相似的特征

火星 VS 地球

自转速率:火星24小时39分钟 VS 地球23小时56分钟;

自转轴倾斜度:火星25.19度 VS 地球23.5度;

季节之分:与太阳的距离足够近,因此两者都有。

▲火星与地球的相似之处

季节存在差异

火星 VS 地球

单个季节时长:火星上每个季节的时间比地球上长一倍;

四季差异:火星南北半球的四季差异比地球上更为显著;

四季温度:火星上的每个季节都比地球上相同的季节要寒冷;

四季长度的差异:火星上四季长度的差异也比地球上四季长度的差异更大。地球上各个季节长度的差异最多不超过5%,火星上北半球春夏比秋冬各长约40天。

▲火星北半球正在冬春交替(由NASA的火星轨道探测器拍摄)

▲地球公转与四季变化

火星与地球的大气成分截然不同

大气成分:火星 VS 地球

火星:火星上薄薄的大气层几乎完全由二氧化碳构成;

地球:地球大气的主要成分是氮气和氧气。

▲火星大气

火星与地球的大气成分对比如下:

氧:火星0.15% VS 地球20.9%;

二氧化碳:火星95.3% VS 地球0.1%;

氮:火星2.7% VS 地球78.1%;

氩:火星1.6% VS 地球0.9%;

水汽:火星0.03% VS 地球0.25%;

甲烷:火星大气中甲烷含量不会高于10亿分之2.7 VS 地球大气中的甲烷含量约为10亿分之1700。

▲地球与火星大气成分对比

从这份详细对比中可以看出,现在所有访问火星的人类都必须携带大量的氧气和氮气以维持生命。

人类想长期定居火星的话,最重要的是要让火星上生成人类赖以生存的氧气。对于这一目标,很多科学家认为需要2万至10万年的时间,因而是遥不可及的。但火星协会的创始人、科学家罗伯特·祖柏林认为,这个过程只要大约1000年时间就可以完成。不管怎样,目前人类想要在火星上长期居住,必需得依靠制氧、储氧设备才能维持生命。

▲火星地球化的模拟过程

火星与地球的表面温度差别很大

温度:火星 VS 地球

平均表面温度:火星-62.77℃ VS 地球

14.4℃左右;

最高温度:火星-23.88℃ VS 地球57.8℃

;(地球上出现过的最高气温是1922年的时候在非洲利比亚首都的黎波里南40公里的阿济济耶测得的,当年9月13日,人们测得当地竟然达到了57.8℃!这个纪录,已经保持了近100年。)

▲利比亚阿济济耶

最低温度:火星-73.33℃ VS 地球-94.5℃;(据说,1967年初,挪威人在南纬90°S,美国阿蒙森—斯科特站——极点站附近曾经记录到-94.5℃的最低温度。)

▲阿蒙森—斯科特站(英语:Amundsen-Scott South Pole Station)是美国于1957年在南极点设立的科学考察站。是地球长期有人居住的最南处,也是世界纬度最高的考察站。其名称是为纪念在1911年第一个抵达南极点的罗尔德·阿蒙森和1912年第二个抵达南极点的罗伯特·斯科特。

火星常年平均气温在零下63度左右,人类需要穿上宇航服才能进行户外活动。

火星上每26个月会有一个夏季,这是火星沙尘暴的盛宴,甚至可能是全球性的,几个月不见阳光。这期间人类不能外出活动,只能待在火星营地内生活,日子将会过得很煎熬。

▲火星沙尘暴

▲2001年火星全球性沙尘暴前的6月26日与沙尘暴过后的9月4号的卫星照片对比图(由哈勃太空望远镜拍摄)

火星气压太低不适合人类居住

2018年8月底,发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)的一篇研究指出,火星现有的二氧化碳储量远不足以满足人类的最低居住条件。

这项研究由美国宇航局资助。分析的数据则来自 20 年间美国宇航局和欧洲航天局的火星探测器。

根据计算结果,在释放火星上所有的二氧化碳——包括极地冰盖、碳酸盐、近地表和表层土中的储量——这些储量能将火星气压提高超过 10 倍,不过也仅能达到地球水平的 6.9%,根本无法让火星达到适宜人类生存的 1 标准大气压。火星表面升温不会超过 10°C,远不能达到水的凝固点0°C。这意味着,液态水不能稳定地存在,火星表面的任何液态水都会很快蒸发或凝固。而人类则需要穿着太空服,戴上呼吸设备才能在火星上自由活动。

▲火星上所有的二氧化碳储量

参与了该项目研究的一位来自科罗拉多大学的研究者Bruce Jakosky 说:“火星上没有足够的二氧化碳来提供大气层中的温室气体。此外,人类也无法调取大部分的二氧化碳气体。”

火星上的水被锁在火星表层

30亿年前,火星表面还覆盖着水,与地球差不多。但是,现在的火星贫瘠干旱,牛津大学研究人员发表在《自然》杂志上的一份最新的研究报告显示:火星上的岩石锁住的水分要比地球上的岩石多25%,然后这些岩石又将水传输到星球内部。研究带头人韦德博士说:“在火星上,水与刚刚喷发形成玄武岩外壳的熔岩起反应,产生海绵式效应。”他说:“这种水与岩石之间的反应改变了岩石矿物学,导致星球表层干旱,因而不适合生命居住。”

▲火星上水的变化模拟图

▲火星上的多层次熔岩瀑布(火星轨道探测摄影机的3D图像)

▲奥林匹斯山,又称奥林帕斯山(拉丁语:Olympus Mons)是火星上的盾状火山,亦为太阳系中已知最高的山,高于基准面21,229米,比地球上的珠穆朗玛峰(Mount Everest)高出两倍多,但更贴切的比喻是地球莫纳克亚(Mauna Kea)火山从海底算起高度(9公里多)的两倍多,因为同样是盾状火山,且山顶都有破火山口。火山宽648.0公里,约等于夏威夷群岛的宽度(夏威夷岛至可爱岛)。破火山口由五个互相覆盖的陷落组成,总体东北西南向长约85公里、宽约70公里,火山口壁可高达3公里。山体周围环绕4至8公里高的山壁(Olympus Rupes),这对于火星其他火山来说较少见。

位于北纬18.4度,东经226度。在太空船确认它是一座山之前,地面望远镜中的奥林帕斯山是一明亮的亮点,被19世纪后期天文学家命名为“奥林帕斯山之雪”(Nix Olympica)。

▲奥林匹斯山(Olympus Mons)、莫纳克亚(Mauna Kea)火山、珠穆朗玛峰(Mount Everest)的高度对比

【莫纳克亚火山(夏威夷语:Mauna Kea,意为“白山”)是位于夏威夷群岛的一座火山,是形成夏威夷岛的五座火山之一,海拔4205米,形状酷似圆锥形,冬季这里山顶有积雪。】

牛津大学科研人员认为:当火星表面的水分被吸收进火星外壳时,火星就不适合居住了。

如何火星上的水无法被人类提取使用,那么人类将很难在火星上长期生存下去。

火星土壤种出的蔬菜有毒

2016年3月,荷兰研究人员在美国宇航局(NASA)提供的模拟火星的土壤里成功种出土豆、豌豆、黑麦、芝麻菜、小萝卜和水芹,收成高得惊人,可以和盆栽土培植出来的蔬菜相比。

▲图中从左到右依次为模拟月球土壤、模拟火星土壤、地球土壤种植出来的相同品种的蔬菜

而相同的蔬菜在模拟月球的土壤里种植,也成功幸存了下来,但是长得比较差。这是研究人员第二次进行这种试验。在第一次试验中,因为使用的是小罐种植,并且由于土壤水分比例不当,大多数用模拟月球的土壤来种植的蔬菜都死掉了。

本次试验的“火星”土壤来自美国夏威夷的火山,而“月球”土壤则来自美国亚利桑那州的沙漠。这项研究的负责人,来自荷兰瓦格宁根大学(Wageningen University)的科学家维格·瓦姆林克(Wieger Wamelink)表示火星土壤介于黏土和沙土之间,是富含养分的细土,唯一的缺点是少了氮。

▲生态学家维格·瓦姆林克正在检查利用模拟火星土壤种植的农作物。

▲基拉韦厄火山(Kilauea Volcano)位于美国夏威夷岛中南部冒纳罗亚火山东南斜坡上的基拉韦厄活火山口,美国夏威夷火山国家公园。

▲美国亚利桑那州的彩色沙漠(Painted Desert)

除了使用模拟土壤之外,本次试验是在恒温、恒湿的玻璃房中种植蔬菜,而且有光线照射和地球大气的环境。维格·瓦姆林克解释说,这是因为他们预期人类在火星和月球上首次种植农作物,应该会在位于地下的基地中种植,以避免外在的恶劣环境,包括太空幅射的威胁等。

▲图中从左到右依次为模拟月球土壤、模拟火星土壤、地球土壤种植出来的同一品种的蔬菜

维格·瓦姆林克说:“火星模拟土壤中包含着铁、铅等重金属,以及砷、汞等元素。如果农作物吸收了这些元素,结出的果实也将具有毒性。”

如果人类不能过滤掉火星蔬菜内的有毒元素,那么即使能够在火星上成功种植蔬菜,也依然是无法食用的。

人类在火星上或仅能存活68天

麻省理工学院一个5人小组利用荷兰“火星一号”太空发射公司的数据,分析了人类移民火星所需的氧气、食物和技术的数学公式,完成了一份35页的报告显示,火星上的条件和现有人类技术的限制,移民火星计划至少目前不可能。

▲“火星一号”(Mars One)是荷兰非营利组织,创始人是巴斯·朗斯多普(Bas Lansdorp),上图为该组织的火星定居点想象图。

报告说,如果人类真的移民火星,从地球带去的植物仅能生产“不安全”数量的氧气,大约两个月后氧含量将开始耗尽,大约68天内,可能出现第一例死亡,也就是说,人类在火星上或仅能存活68天。因此,想要移民火星的人需要慎重考虑了。

▲空间站上的植物

研究人员说,如果人类要长期定居火星,还需要新技术,“需要某些形式的生命维持系统,这是一项在太空飞行中尚未研发的技术”。

▲NASA设计的绿色生命闭路循环系统原型,未来用于保障宇航员深太空之旅。

(这个原型系统使用植物来吸收二氧化碳,同时为宇航员提供食物和氧气)

另外,从地球向火星运送备用零部件也是一项挑战,会增加移民火星的费用。

火星距离地球至少5500万公里,人类到达那里需耗时至少7个月。“火星一号”公司先前推出一项“有去无回”的火星移民计划,打算在2023年把首批移民送往火星。这一计划引发不少专业人士质疑,被指责不靠谱。

▲火星移民计划想象图

综上所述,目前人类是不大可能成为“火星常驻居民”的,那么火星探测器的情况又会是怎样的呢。

火星探测器按照运行来分,主要分成火星轨道探测器和火星登录探测器两种。绕火星轨道运行的探测器其实就是一种人造卫星,而火星登录探测器更像是一种轮式机器人,在其身上植入AI人工智能芯片以及相应的算法后,它就变成AI机器人了。自20世纪60年代以来,美国共十余次向火星发射了探测器,仅8次实现火星着陆 。这其中在火星上“生存”时间最久的当属“机遇”号火星探测器了。

▲火星轨道探测器

▲火星登录探测器

▲人类登录火星的八大探测器

“机遇”号火星探测器

“机遇”(英语:Opportunity)号,亦称为机会号或火星探测漫游者-B(MER-B)火星探测器。“机遇”号及其“双胞胎”兄弟“勇气”号火星探测器的名字都是美国亚利桑那州的9岁女孩索菲·科利斯提出的。

“机遇”号是一辆六轮、太阳能动力车,它长1.6米、宽2.3米、高1.5米、重180公斤。六个轮子上有锯齿状的凸出纹路(rocker-bogie)来适应地形,每个轮子都有自己的马达,车体本车装载于前后端来让本身能够在30度的倾斜范围保持安全。最高车速为5厘米/每秒(2英寸/每秒),平均速度只有最高车速的五分之一。

“机遇”号和他的兄弟-“勇气”号都载有纽约世贸大楼的金属残片,这些残片重新制成护盾来保护钻孔机械上的电缆。

▲“机遇”号

▲“勇气”号

“机遇”号于美国东部时间2003年7月7日23时18分15秒(北京时间8日11时18分15秒)由“德尔塔 2”7925H9.5火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台发射升空,飞往火星,这是“德尔塔”系列运载火箭第299次飞行。

▲德尔塔-2运载火箭

2004年1月,美国宇航局(NASA)宣布,美国“机遇”号火星探测器于格林尼治时间1月25日5:05分(北京时间13:05时)成功在火星表面登陆。

2018年6月,火星上刮起了巨大的、遮天蔽日的沙尘暴,美国宇航局与“机遇号”失去联系。

▲火星沙尘暴

“机遇”号火星探测器从2004年1月25日登录录火星到2018年6月与地球失去联系,总共在火星上运行了14年零4个多月,创下了迄今为止人类火星登陆陆器在火星表面运行的最长时间记录。而人类至今仍未登录火星,有望首先实现载人登火星的美国SpaceX公司,其Starship(星舰)运载火箭也至少要到2024年才会搭载载人版“龙”飞船运载人类启程前往火星,估计要等到2025年才能登录火星表面。

▲Starship(中文译名:星舰,英文原名:BFR——Big Falcon Rocket或Big Fucking Rocket)

目前,在空间站连续停留时间最长的宇航员是瓦列里·波利亚科夫,1995年3月22日,他创造了一项新的世界纪录——在“和平”号空间站上连续工作了437天17小时58分17秒(大约1年零两个半月),这个记录至今没人能打破。

▲瓦列里·波利亚科夫

迄今为止,在国际空间站累计停留时间最长的人是俄罗斯宇航员根纳迪•帕达尔卡(Gennady Padalka)。他在太空中停留的总时长达到了878天(大约两年零五个月)。

▲根纳迪•帕达尔卡(Gennady Padalka)

莫斯科时间2015年06月30日周一凌晨1:42,正在空间站执行任务的俄罗斯指挥官根纳迪•帕达尔卡(Gennady Padalka)打破了本国另一位宇航员赛格•克里卡莱夫 (Sergei Krikalev)保持的太空停留总时长803天9小时41分钟的纪录。

帕达尔卡预计于2015年9月11日返回地球,到那时他已经在太空停留了878天了。

而女性在太空中的生活的最长时间记录是由美国国家航空航天局(NASA)女宇航员佩吉·惠特森(Peggy Whitson)创造并保持的。她在三次长期驻留任务中的累计太空驻留时间为665天,为美国航天员之最,并创造了女性宇航员在空间站驻留累计时间最长的纪录。

▲2001年的佩吉·惠特森(Peggy Whitson) ©NASA

她也是单次航天飞行在轨驻留时间最长的女航天员——288天。

惠特森于2017年9月3日返回地球,当时她的联盟号太空舱在日出后不久降落在哈萨克斯坦。

“机遇”号火星探测器在没有地球后勤补给的情况下在火星上运行了14年零4个多月,而人类宇航员在在空间站连续停留时间最长的宇航员波利亚科夫,他在“和平”号空间站上连续工作了大约1年零两个半月的时间,仅相当于“机遇”号在火星上“生存”时间的1/12左右。

这还是有来自地球的充分物资补给的情况下完成的,很难想象他在生存环境更恶劣的火星上,在难以得到地球物资补给的情况下,是否还能够像在空间站上那样驻留那么久。

▲1995年的波利亚科夫在太空中

迄今为止,人类已有八个火星探测器成功登录火星表面,而人类自身至今仍没有登录火星表面,探测器以8:0完胜人类。“机遇”号探测器在火星上的“生存”时间远超人类在太空中连续驻留的最长时间记录,毫无疑问,AI机器人比人类更适合成为第一个“火星常驻居民”。

Rollin'Justin太空AI机器人

Rollin'Justin是由德国航天局 DLR 建造的一款滚轮太空机器人,身高 1 米 92,体重 199.6 公斤,每只手臂能提起 14 公斤重量的物体,上半身还可自由旋转43度, 共有51个关节。Justin的视觉能力来自于嵌入头部的高清摄像头和传感器产生的三维视图。

Rollin'Justin在DLR开发的轻型机械臂和机械手的基础上研制而成,手臂轻巧、柔软且受控,能通过视觉和触觉进行精细、灵敏的动作,他会视操控动作的不同,较松或较紧地协调手臂和手的动作。

▲Rollin'Justin

由于新升级的 AI 系统,Justin不必像大多数机器人那样必须事先进行编程,几乎每一个动作都有明确的指示。它可以在轨道上的宇航员的监督下,自主执行复杂的任务,甚至是那些尚未编程的任务。

DLR打算在人类宇航员降落之前,先派Rollin'Justin机器人去火星表面建立必需的基础设施。

百度百科词条:“火星”、“玛尔斯”、“火星极冠”、“火星环境地球化”贡献者杨荣佳、“世界上最冷的地方”、“阿蒙森—斯科特站”、“奥林匹斯山”、“冒纳凯阿火山”、“火星移民计划”、“火星一号”、“机遇号火星探测器”、“机遇号火星探测车”贡献者杨荣佳、“瓦列里·波利亚科夫”;

百家号:科学求知者、一念夕夕、曼多特;

明明距离地球最近的行星是金星,为什么全世

明明距离地球最近的行星是金星,为什么全世界却都赶着去探测火星?

人们在衡量一件事是否值得去做时,往往会通过两个方面的因素去考虑,一个是操作性,另外一个就是代价,操作性决定着可行性,而代价决定着产出投入比,只有具有一定可行性且产出投入比达到可以接受的程度时,方可行动实施。这一点在天文探测方面同样适用,当然无论是发射卫星也好,还是载人登月,抑或对地外行星进行探测,无疑都是非常“烧钱”的举动,花这么多钱必须要实现相应的研究价值和国际影响力,否则将是徒劳,毫无意义。

金星曾经是地外探测首选之星

金星是除了太阳和月亮之外,天空中亮度最高的星体,比遥远的恒星-天狼星还要亮10多倍,因此人类对于金星的观测历史非常悠久,正因为它在夜空中的独特魅力,我国的古人很早就以“金”字为其冠名。进入20世纪,人类科学技术迅猛发展,特别是中叶以后天文学的突飞猛进,极大地推动了对地外天体的观测和近距离探测步伐,除了地球唯一的月球之外,金星成为了人类最早想要“征服”的行星。

从金星所处的位置来看,其作为地外探测的首选目标也不令人意外。金星与地球、火星同样处于太阳系的宜居带,并且是距离地球最近的行星,最近距离仅有4100万公里,是月地距离的100倍多一点,这个距离要比地球另外的一颗近邻行星-火星与地球的最近距离短1400万公里。如果按照人类航天器的飞行速度测算,到达金星只需要100多天,而到达火星则至少需要200多天,这个时间差距对于探测器发射火箭推力、燃料贮备等都会带来巨大的差别,探测金星从花费的成本来看似乎要比探测火星来得实际的多。

从金星的外表特征来看,金星的半径6070公里,和地球的6370公里差别不大,其体积约为地球的88%,质量约为地球的80%左右,从质量和体积大小来看,金星简直就是地球的“孪生兄弟”,因此从这一方面看,对金星探测,对于揭示地球和太阳系的形成演化规律、探索地外生命形式等都具有重要意义。

也正因为以上原因,从前苏联1961年发射第一颗金星探测器-金星1号以来,人类共向金星发射了46颗探测器,其中包括飞掠探测器、轨道探测器、坠落探测器、1软着陆探测器和气球探测器等。不过金星1号在发射之后不久,在距地球750万公里时失联,任务失败。后来在1962年美国发射了“水手2号”探测器,成功在距离金星3万4000公里处掠过,并向地球传回了近距离观察金星的第一批资料。1967年美国发射的“水手5号”探测器也实现了飞掠金星的目标,也向地球传回了大量更加丰富和清晰的图像。

金星表面严酷的自然环境

虽然水手2号和水手5号传回了一些关于金星的照片,但是毕竟是从高空“俯拍”而来,并未深入到金星表面,人们对于金星表面的环境特征并未准确掌握。后来,在1970年,前苏联在总结以往失败教训的基础上,成功发射了“金星7号”探测器,并成功实现在金星表面的软着陆,向人类第一次发回了关于金星表面环境状况的资料。

在“金星7号”穿过金星大气层的过程中,对金星大气层的基本情况和组成结构进行了监测,在降落到金星表面以后,还对金星表面的温度和大气压强情况进行了及时监测。结果表明,金星的大气层非常浓密,主要成分是二氧化碳,地表温度470摄氏度、大气压为90个标准大气压。只不过在如此高温高压下,探测器的耐受性支撑不了多久,20多分钟后金星7号就失去了联系。

在此后的40年时间里,又有一些金星探测器被发射出去,几个探测器软着陆以后工作的时间也不长,另外一些探测器在围绕金星运行的同时,对金星的大气层又进行了比较深入的探测,结果发现金星大气层厚度达20多公里,二氧化碳占比高达97%以上,其余还含有微量的水蒸气、氩气、氦气、一氧化碳等。而且云层中悬浮着大量的微细浓硫酸雾滴,并且充斥着二氧化硫、氯化硫以及硫单质等物质,经常出现大范围、高强度的闪电和硫酸雨等现象,自然环境十分恶劣,不但生命体难以存在,就连耐受性很强的探测器都支撑不了多长时间。

科学家将重点转向火星

虽然探测金星相较于火星,无论是时间还是金钱上的花费成本都要低,但是金星表面的自然环境实在是过于恶劣,特别是探测器着陆以后根本无法长时间开展工作,继续开展探测已没有太大的必要,于是科学家们逐渐将目标从金星转向了火星。

其实,在人类对金星探测的过程中,也已经开展了对火星的探测,只不过成功率不高,值得一提的是1964年美国发射的水手4号探测器成功掠过火星,同时传回20多张照片,这是人类历史上第一颗成功到达火星并且传回数据的探测器。1971年,美国发射了水手9号探测器,并且成功进入火星轨道,这是人类历史上首颗围绕火星运行的轨道探测器。同年,前苏联也发射了“火星2号”探测器,实现了首次在火星表面登陆,并向地球传回了火星表面的基础数据。到了上世纪90年代,美国又发射了火星环球勘探者探测器,实现了首次在火星地表释放火星车的探测器。迄今为止,各国共向火星发射了47个探测器,稍低于向月球发射的探测器数量。

通过前期观测和探测器的持续探测,火星的质量较小,致使表面重力加速度很小,加上火星基本失去了磁场,因此在太阳风吹拂下火星的大气绝大部分都逃逸到宇宙空间中,大气密度仅为地球的1/100,来自宇宙空间特别是太阳的高能粒子可以直接到达火星表面,而且火星的温度偏低,两极最低达到零下130多摄氏度,且温差剧烈,最高温度和最低温度相差100度左右,表面也几乎没有液态水存在,这些都是火星自然环境相对恶劣的地方,但相比金星,火星的这些问题似乎“温和”多了。

各国在向火星发射众多探测器的过程中,虽然投入比金星要翻几番,但是火星的环境至少可以支撑火星探测器以及火星车稳定正常地工作,至今为止,仍然有8个探测器在火星轨道和地表持续运行,获得了大量关于火星地表形态、大气层结构、温度变化等丰富的数据资料,而且还探测到火星表面某些区域存在着固态冰、地下盐湖、陨石坑湖等水资源的存在,这些无疑将为深入研究火星及太阳系发展演化过程、探索地外生命形式等发挥重要的作用。

相对于金星来说,火星的自然环境恶劣程度要小得多,探测器的耐受程度完全可以支撑,对火星地表进行全方位深入探测的可行性完全具备,而且通过以往的探测,我们获取了大量宝贵的观测和研究数据,产出投入比非常可观,因此世界各国纷纷将目光瞄准火星,在本世纪上半叶将会持续启动众多的火星探测项目,其中就包括我们的天问1号火星探测计划,有关火星更加详细、清晰、全面的资料将会于不久后,呈现在我们的面前。

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