火星和月球發(fā)現(xiàn)水！若外星殖民成為可能，哪一個(gè)是更合適的目標(biāo)？

2023.04.08 云南

這張極富盛名的照片由阿波羅8號(hào)拍攝于1968年12月，內(nèi)容是從月球表面緩緩升起的地球。

1968年的平安夜，三個(gè)美國(guó)人成為第一批前往月球的人。宇航員吉姆·洛弗爾、比爾·安德斯和弗蘭克·博爾曼登上阿波羅8號(hào)，前往距離月球表面68海里(125.9公里)的地方。三人在月球軌道上停留了20個(gè)小時(shí)，并繞月飛行了10圈。他們拍攝了照片，其中包括著名的《Earthrise地出》，它成為人類(lèi)進(jìn)行太空探索的永恒印象。

七個(gè)月后，又有三個(gè)美國(guó)人再次踏上了這趟旅途，其中兩個(gè)人——尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·巴茲·奧爾德林駕駛著陸器降落在月球表面，成為第一批在月球上行走的人。

隨后，又有十人追隨阿姆斯特朗和奧爾德林的腳步。直到1972年，阿波羅計(jì)劃以及美國(guó)和蘇聯(lián)之間的太空競(jìng)賽宣告結(jié)束。1957年到1972年期間，從第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克”(Sputnik)的發(fā)射開(kāi)始，這兩個(gè)國(guó)家就在針?shù)h相對(duì)地宣告自己在大氣之外的優(yōu)勢(shì)和地位。

此后，太空探索逐漸變得不同。航天飛機(jī)經(jīng)常往返于國(guó)際空間站，并運(yùn)送來(lái)自許多國(guó)家的太空旅行者。地面上的科學(xué)家也轉(zhuǎn)移了他們的關(guān)注點(diǎn)?，F(xiàn)在，除了正在進(jìn)行的重返月球的努力，人們還在關(guān)注著火星之旅。美國(guó)國(guó)家航空航天局和其他航天機(jī)構(gòu)已經(jīng)向火星表面發(fā)射了探測(cè)器，甚至是小型機(jī)器人探測(cè)器。為了順利進(jìn)行火星之旅，科學(xué)家必須首先了解宇航員將面臨什么。

探測(cè)器已經(jīng)收集了許多有關(guān)火星表面的寶貴信息，但有一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能永遠(yuǎn)地改變了這一切——冰。人們?cè)谠虑蛏弦踩〉昧送瑯拥陌l(fā)現(xiàn)。那么火星上的水和月球上的水哪個(gè)更重要呢?

本文將討論月球和火星上水的發(fā)現(xiàn)和意義，并將回答哪個(gè)發(fā)現(xiàn)更有意義。這里有一個(gè)提示:這兩個(gè)都是重大的發(fā)現(xiàn)，都有其自身的意義。但其中一個(gè)可能使一些只在科幻電影中才會(huì)出現(xiàn)的東西成為可能。

月球上的水

月球上沒(méi)有大氣可以保持水蒸汽。然而，這并不意味著不存在任何形式的水。眾所周知，月亮是一個(gè)干燥荒涼的地方，缺乏顏色和生機(jī)。但在2009年，印度“月船一號(hào)”探測(cè)器上的一個(gè)靈敏光譜儀發(fā)現(xiàn)月球土壤中存在水分子。來(lái)自布朗大學(xué)的科學(xué)家們也已經(jīng)探測(cè)到阿波羅計(jì)劃中回收的風(fēng)化層或松散卵石中的水分子。那么這對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)意味著什么呢?)

首先，月球上的水需要開(kāi)采，然后進(jìn)行提煉。提取水的過(guò)程類(lèi)似于把水從土壤中蒸煮出來(lái)?？茖W(xué)家們已經(jīng)能夠利用1千瓦的微波，在一分鐘的時(shí)間里以冰的形式提取出2克水。以這樣的速度，宇航員每年可以提取大約一噸水。一噸月球土里估計(jì)能提取出一夸脫或一升水。雖然這將使水成為一種稀缺的商品，但如果有充足可靠的來(lái)源，我們可以用這些水來(lái)種植植物、飲用和維持月球殖民地。這些水還將幫助我們省去從地球運(yùn)輸冰塊這項(xiàng)困難而昂貴的任務(wù)。

月球離地球最近的點(diǎn)是225,622英里(384,104公里)，離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)是252,088英里(405,986公里)。這與火星相比簡(jiǎn)直是近在咫尺。月球可以作為更深入太空探索的一個(gè)跳板。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，任何殖民活動(dòng)都必須在室內(nèi)進(jìn)行。但是溫室和其他生物圓頂技術(shù)有一天可能會(huì)創(chuàng)造一個(gè)非常適合居住的環(huán)境。實(shí)際上，月球處于金星和火星之間的宜居帶內(nèi)。不幸的是，月球的重力只有地球的六分之一，嚴(yán)重阻礙了月球形成大氣層。正是由于沒(méi)有大氣層，你可以直接放棄創(chuàng)造一個(gè)能夠維持地球生命的戶外環(huán)境的想法。

而另一方面，火星卻有大氣層。你將在下一節(jié)中了解到，這顆紅色星球可能比以前認(rèn)為的更適合居住。這是否意味著真的會(huì)有火星人在上面到處閑逛呢?翻到下一頁(yè)找出答案。

土星5號(hào):終極高性能運(yùn)輸工具

在阿波羅登月任務(wù)中把宇航員送上月球的土星五號(hào)火箭是有史以來(lái)最強(qiáng)大的運(yùn)載工具。這家伙最重的配置重量超過(guò)600萬(wàn)磅(2722公噸)。土星五號(hào)需要很大的升力才能離開(kāi)地面。土星5號(hào)上的5個(gè)引擎產(chǎn)生了驚人的750萬(wàn)磅英尺(330萬(wàn)牛頓)的推力，大約是航天飛機(jī)助推火箭產(chǎn)生推力的2.7倍[來(lái)源:Wolfram|Alpha]。土星五號(hào)火箭高363英尺(110.6米)——大約比自由女神像高60英尺(18.3米)。

火星上的水

這張照片由美國(guó)宇航局的火星全球勘測(cè)者火星軌道相機(jī)在2000年5月拍攝，上面顯示了由液態(tài)水流動(dòng)形成的溝壑。

雖然月球上的水是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，但火星上的水可能會(huì)成為人類(lèi)離開(kāi)地球去另一個(gè)星球生活的門(mén)票。但在大氣壓力方面，火星和月球面臨著同樣的問(wèn)題。雖然火星上確實(shí)有大氣層，但它太薄太輕了，無(wú)法留住水蒸氣。無(wú)論在地質(zhì)學(xué)上還是從陸地生命方面考慮，火星基本上都是一顆死星。它的表面也太冷，不可能有液態(tài)水。但這并不意味著未來(lái)的火星生活是無(wú)望的。

勇氣號(hào)火星探測(cè)器在地下發(fā)現(xiàn)了富含硫酸鹽的土壤，這表明過(guò)去曾存在液態(tài)水。因?yàn)榈厍蛏项?lèi)似的土壤樣本只在濕土中發(fā)現(xiàn)。這些證據(jù)也讓科學(xué)家們相信，在火星傾斜著把它的兩極面對(duì)太陽(yáng)的這段時(shí)間里，火星上的冰已經(jīng)并將繼續(xù)升華。換句話說(shuō)，水蒸氣直接變成了固態(tài)的雪。當(dāng)這些雪堆積起來(lái)時(shí)，最下層的溫度足以使冰融化成液態(tài)水。美國(guó)宇航局的火星偵察軌道探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)離極地冰帽地區(qū)的水冰有力地證明了這種理論。

這些發(fā)現(xiàn)為火星有朝一日可能維持生命提供了希望。至少，它們?yōu)檩d人火星任務(wù)打好了良好的基礎(chǔ)。人類(lèi)可以像在月球上一樣提煉這些水。但是他們必須先到達(dá)那里，而且去火星絕對(duì)不是一件容易的事。讓我們來(lái)看一組數(shù)據(jù)?；鹦请x地球最近的時(shí)候有3600萬(wàn)英里(5790萬(wàn)公里)遠(yuǎn)，大約是月球的145倍(平均距離238,855英里，或384,400公里)。如果美國(guó)宇航局的獵戶座宇宙飛船以與阿波羅登月任務(wù)中使用的服務(wù)艙相似的速度飛行(24,500英里/小時(shí)或39,429公里/小時(shí))，到火星旅行將需要1,420小時(shí)或大約59天。問(wèn)題是，地球和火星都是在圍繞太陽(yáng)的橢圓軌道上。因?yàn)榛鹦悄觊L(zhǎng)達(dá)687天，而地球上365天就算一年，所以“最短”距離每25個(gè)月才出現(xiàn)一次。所以，實(shí)際上，它將花費(fèi)大概214天。

這些水能孕育陸地生命嗎?要回答這個(gè)問(wèn)題，你必須打破常規(guī)思考一會(huì)兒。人類(lèi)可以嘗試把火星變成一個(gè)宜居的星球。已經(jīng)有人指出，火星的大氣不適合維持液態(tài)水或水蒸氣。但是如果我們把它加熱呢?我們能產(chǎn)生一層類(lèi)似地球臭氧層的厚層嗎?

火星位于宜居帶的邊緣，所以即使它能以某種方式獲得類(lèi)似地球的大氣層，兩極的溫度也會(huì)有很大的變化，上面的夜晚和冬天基本上不適合居住。盡管如此，在火星上發(fā)現(xiàn)水仍然是進(jìn)一步太空探索的重要一步。它也可能是科學(xué)家能否確定在這個(gè)死亡星球上是否曾經(jīng)存在過(guò)任何形式的生命的關(guān)鍵。但那都是后話了。

參考資料

1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3. JOSH BRIGGS- howstuffworks-瓶子

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