书城科普读物科学奥秘丛书-航空航天工程
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第15章 考察火星

考察火星的原因

火星是一颗极具传奇色彩的行星,也是人们经常联想到地球以外可能具有生命的行星。火星上是否有过生命形态存在,科学家们争论了好多年。考虑到火星上有生命存在的可能性也有一些理由,火星上有稀薄的大气,少量的水,它的温度时常升到冰点以上。

为了拨开人们对火星认识上的迷雾,美国和前苏联都多次发射火星探测飞船,拍了很多照片,分析了大气,化验了火星土壤。可是迷雾层层,拨开一层又出一层,并没有足够的证据回答火星上到底有没有生命存在过。

例如,除陨石坑、火山环形山和裂隙外,水手9号飞船还观测到类似于干枯河床、峡谷和沙丘的外表特征,有坚持说某些河床和峡谷仅仅由流动的水才可能形成。虽然目前火星上不可能存在液态水,但可以有大量的冰潜藏在火星表面下,或许几百万年以前的条件与如今十分不同。有人提出说类似地球上的冰河和间冰河期的长期气候变化可能使极冠冰周期性地全部蒸发。这将提高大气中水气和二氧化碳的压强。这样的大气会更像地球大气,液态水能够存在甚至还能形成雨,以至产生了所观察到的河床。水手9号也发现火星极冠区有时是明带有时又是暗带,这就增强了周期性气候变化的假设的可信性。这些带被解释为处于交替的冰河和间冰河期内的不同表面层。按照这样解释,火星现在处于冰河期,这时大部分二氧化碳和水仍然冻结在极冠处。

但在间冰河期火星较暖,大气较密,表面湿润。这些设想加强了对火星上存在生物可能性的关注。

从过去的资料看,火星具有太阳系内,除地球外,最少有害于生物生活的条件。有些预言已由海盗号探测飞船的探测所证实。轨道飞行器拍的照片,分辨率从100米到1000米,照片上确有很多类似河床的外形,表示火星早期历史上有几次洪水。但也可作另一种解释,过去曾有巨大的冰川覆盖着火星大部分地区。冰川流过障碍物也能产生类似河床的外形特征。

但是,海盗号飞船的轨道飞行器和着陆舱进行过12次试验,每次都直接或间接与生命研究有关。在分子分析实验中,把火星土壤的两个标本加热到摄氏500度,烧掉了任何含碳的有机分子。然后对汽化后的物质作化学分析,证明火星上存在任何由碳构成的生物是极不可能的。这个结果曾使很多人失望。前苏联的科学家对此也有不同看法,认为火星土壤取的是两个火星偶然点,而且试验方法不完善,要下结论否认火星上有生命存在的可能性为时过早。

人类对火星的探测,取得很多有价值资料信息和成果,包括它的地形、地貌、土壤成分、大气构成和确实存在水等;然而火星上到底是否存在或存在生命形态,还处在迷雾之中,而这正是人们最关注的事情。它继续吸引着科学家并激起人们的幻想。如果人类能亲临火星登陆考察,直接解开火星是否有生命形态存在的奥秘,那时科学家之间的争论才会结束。

科学家估计,到21世纪30年代,可望实现航天员在火星登陆,这将把航天科学推上新的高度,是一个重大里程碑。这个美丽和光彩夺目的事业,正等待着青少年朋友们去创造。

什么时候飞往火星

曾在多年前美国和前苏联就用深空探测飞船对火星表面实现了软着陆。按理,下一步应是人类登陆火星考察。可是为什么至今不去登陆呢。

专家们认为,根据人类目前掌握的航天技术,已完全有能力可以飞往火星。现在不进行这种飞行的原因有两个。

首先,失重对人体的生理影响是主要障碍。由于引力减少,人体内的心血管系统、肌肉组织和骨骼中化学成分都会受到影响。在地球上,人类的心脏习惯于克服重力把血液输送到全身各处,而在失重状态下,心脏不必费力地工作;同样道理,肌肉在太空工作时所付出的代价也大大低于地球上从事同样的劳动;另外一些研究表明,人在太空飞行时,组成骨骼的主要矿物质——钙会逐渐减少。研究报告指出,在太空飞行一个月,人体骨骼中钙质要减少0.5%。飞行时间短,航天员上述生理障碍还比较容易克服,如在飞行中多吃些含钙的丰富食品,加大肌肉锻炼量等,回到地球后再辅以多种仪器和药物治疗,生理机能就可能逐渐恢复。然而,要在太空进行几年的长期飞行就困难了。航天医学界人士认为,到目前为止,还未找到很适当的途径来阻止或减少失重对人体的影响。当然,经过20多年的航天飞行经验积累,前苏联和美国,特别是前苏联,已经制定了在长期飞行中预防失重对人体生理影响的措施,取得了重大进展。航天员季托夫、马纳罗夫甚至已经创造了在太空一次漫游一年的记录。但是,为了人能飞往火星,科学家还得作出更大努力来对付失重对人体的影响。

第二,人类飞往火星,往反一次需2到3年的时间。一个航天员在太空生活和工作,每天要消耗氧气、食物和水约10千克。目前在近地轨道上的航天站,航天员的给养由航天供应线的进步号货运飞船定期输送。当人类飞向火星时,要飞出地球9000万千米,按照现在的补给供应线的供应周期,载人飞船在到达火星前的途中就需要补充给养若干次,而这是不可能的。因此,不再可能利用天地供应线的货运飞船输送补给。同样不大可能的是,航天乘员启程飞往火星时带足乘务组人员2至3年的给养。这里不仅要有氧气和水的循环再生使用系统以供应航天员氧气和水,而且需要成熟的生物生命支持系统来帮助飞行期间他们的食品供应问题。

上述两个问题获得解决后,人类飞往火星的时机就成熟了。科学家们相信再经过二三十年科学摸索,人类将会解决这些问题。由此看来,21世纪人类有可能成为火星的外星人。