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2006-10-29 13:05:29

• 我就觉得火星上肯定有生命!!

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  2006-10-29 13:05:29

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2006-10-28 12:57:36

•   1996年之前，没有人对火星上是否存在生命进行过认真研究。之后，情况发生了变化——人们在从火星掉落地球的陨石中发现了化石细菌的痕迹证据。以前的实验证明火星上曾存在过水，所以细菌是可以在那里存活的。如果能找到以微生物形式存在的生命迹象，就可以证明进化是能够而且已经在地球之外的行星上发生了。
    
  　　当我们探测宇宙或太阳系中其他星体时，我们首先都会问：太阳系中其他行星上是否也存在生命？形成生命物质所必须的最基本的条件是什么？
  　　据国家天文台专家介绍，除地球外，火星是太阳系中气候最适宜的行星了。如此适宜的气候，表明火星曾经可能是原始的、类似于细菌类生物的栖息地。
    对火星的地质特征等研究表明，火星表面曾存在过液态水。但现在的火星，由于其表面的温度及极稀薄的火星大气使得液　态水无法保存下来，虽然液态水可能仍然存在于火星次表层。是什么引起火星气候变化？生命起源甚至存在于火星上所必须的条件是什么？目前火星上次表层是否有细菌类生物？这些谜一般的问题驱使我们去探测。
    
  　　同时，对火星探测的每一次进步，都能够带动相关科技的进步，同时间接带动了与之相关的产业和经济的发展。
  　　目前，火星探测是人类开展深空探测的关键性步骤，也必将是21世纪人类踏上的第一个行星。
  事件篇
  “勇气”号引发火星探测升温
  　　随着刚刚过去的2003年欧洲空间局和美国宇航局的两颗火星探测器相继升空，标志着人类新一轮火星探测计划开始启动。
    2003年6月2日，“猎兔犬2”(Beagle2)搭乘欧洲空间局的“火星快车(Mars Express)”在哈萨克斯坦发射升空，按照原定计划于2003年12月到达火星。其后不久，美国也发射了“勇气”号和“机遇”号两颗火星探测器。
  　　2004年1月4日，在世界共同关注的目光中，在“猎兔犬2”号火星登陆器与地球失去联络的数日后，人们终于等来了一个充满希望与喜庆的消息——美国“勇气”号火星探测器在火星表面成功着陆，并在抵达火星的三个小时后，顺利将第一幅火星图片发回地球。
    
  　　在人们的欢呼与掌声中，“勇气”号将开始它在火星表面将近3个月的行走和勘测，通过与地球进行的通讯联系，它将在第一时间告知地球人——火星中水与生命是否存在的最新情况。
  当“勇气”号在火星成功着陆并向地球发回第一批火星图片后不久，美国宇航局在随即召开的新闻发布会上不无怜爱地介绍说：“‘勇气’号非常圆满地完成了它成功登陆火星的任务，并发回了那么多令我们感到惊异的照片，我们相信在未来还会收到更多它传回的信息，但现在对于‘勇气’号来说，它最需要做的是休息。
    ”
  　　“勇气”号为何需要休息、需要“睡眠”呢？一直密切关注“勇气”号登陆火星计划的我国著名航天飞行器专家徐世杰告诉记者：火星上的昼夜温差高达100℃左右，而“勇气”号上搭载的很多仪器都需要保温，如计算机、蓄电池等，所谓的“休息”其实是指以关机的方式尽可能节约用电，以备夜晚或特殊情况下的电能供应。
    
  　　据专家介绍，“勇气”号探测器正常工作需要100W的功率，巡游车的能源系统主要由太阳电池、蓄电池和放射性热发生器组成。在正午前后的4个小时期间内，太阳光照充足，太阳帆板可提供140W的功率，8个放射性热发生器可提供1W的功率。由于灰尘的覆盖和季节的变化，当“勇气”号完成将近3个月的火星探测活动后，太阳帆板就只能提供50W的功率了，因此有规律的“睡眠”和“休息”对于“勇气”号保持体力，更好地完成使命是至关重要的。
    
  　　在观看“勇气”号惊险着陆的三维演示图像时，人们惊异地发现整个“勇气”号着陆器的结构和“俄罗斯套娃”很相像，设计成葡萄状的气囊在最外层，然后是三角形花瓣结构的外壳，憨态可掬的“勇气”被包裹在了最里面。
  　　实际情况是，当“勇气”号闯过火星大气层即将着陆时，一个正四面体、每一面都有6个像葡萄状小球的保护气囊突然打开，“勇气”号就是在它的保护下，在火星表面跳跃翻滚了近10分钟才最终停了下来。
    
  　　对此，我国著名航天飞行器专家徐世杰在接受采访时向记者解释说：“由于火星地面结构复杂，很多火星探测器都是在着陆的最后环节功亏一篑，如前苏联的‘火星-2’号和‘太阳神-2’号、美国的‘火星极地着陆器’等。因此美国宇航局此次为‘勇气’号着陆器所做的这种外形设计，可以说是煞费苦心，它最大限度地保护了机器人不受外力的伤害。
    ”
  　　中国双星计划首席科学家刘振兴院士在接受记者采访时说，这样的设计可以将“勇气”号全方位地保护起来，无论它以何种角度着陆，保护气囊都会起到良好的缓冲作用，同时正四面体每个侧面的葡萄形设计，还可以灵活调整重心，最大限度确保“勇气”号能够“头朝上，脚朝下”，为随后的顺利打开创造机会。
    
   　　“勇气”号选择在火星的古谢夫环形山实现“软着陆”，是经过事先周密考虑的。刘振兴院士说，古谢夫环形山几乎是为“勇气”号量身定做的着陆地点，它平坦的地形不但非常适合“勇气”号着陆，同时因为这里可能是一个干涸的河床，而这种曾经位于湖泊之下的岩石最有可能携带古代火星的某些信息，所以“勇气”号在这里更容易获得火星是否存在生命的依据。
    
  当“勇气”号向地球发回第一张照片后，美国宇航局的专家们立刻对“勇气”号的出色表现报以热烈的掌声，令人遗憾的是，在经过90个火星日的工作后，聪明的“勇气”号就将永远地留在火星上，再也无法返回地球。
  　　刘振兴院士在解释“勇气”号为何有去无回时说，最主要的原因是目前人类还掌握不了如此复杂的返回技术。
    由于火星距离地球非常遥远，如果要回收火星探测器，人类必须要保证准确的信息传输，同时在发射火星探测器时就要携带充足的燃料，这就对运载火箭也提出了更高的要求，因此目前回收探测器的时机还不成熟。“如果人类能够掌握探测器的回收技术的话，那么实现载人探测火星的日子也就不远了”，刘振兴院士透露，根据目前人类掌握的航天技术来看，到2020年左右，美国有可能实现载人探测火星。
    
  分析篇
  人类未来迁居火星？
  　　中国科学院国家天文台欧阳自远院士分析指出，无论是最近发射的“火星快车”、“火星漫游者”，还是将在今后几年发射的其他火星探测器，其最主要的目标之一就是探测火星是否曾经有过生命，目的是为人类未来定居火星打下基础。
    
  地球已经变得拥挤不堪
  　　一个不容回避的问题是，地球的拥挤已经使得人类把目光投向火星这个未来的栖息地。经过数万年人类繁衍，今天的地球已经不堪重负，日渐膨胀的人口压力、日益匮乏的资源压力都迫使人类必须尽快采取行动。寻找地球以外适合人类居住的星球是可能的解决途径之一。
    作为距离地球最近的行星，火星理所当然成为人类优先探索的目标。火星表面有水和火山存在的迹象，与地球相似，这是导致生命起源的重要因素，因而引起了科学家们的关注。在过去的一个世纪中，各种火星题材的电影、电视节目已经显示了这一点。
  　　最近科学家对火星如此关注的原因不仅仅在于热情。
    2003年8月27日，火星运行到6万年来距离地球最近的位置，火星亮度也达到负三等，这一罕见的天文奇观最近一次出现是在公元前5。7万年。这一“万载难逢”的机会，科学家们岂能错过？
  　　登月难，登火星更难。由于技术方面的原因，目前这些探测器都没有载人，但发展载人火星飞船是迟早的事，必须依靠科技的发展来实现。
    登上火星仅仅是火星探索的初级阶段，科学家进一步设想在火星上建立人类定居点。历史上，人类定居的日子与漂泊的岁月相比简直微不足道。很有可能，部分人类后裔将再次漂泊，但这次他们的漂泊之地不再是拥挤的地球，而将是浩瀚的宇宙。
  火星是否拥抱过生命？
  据欧阳自远院士介绍，目前，关于火星上可能存在或曾经存在过生命物质的证据主要有以下几点：
  　　首先，科学家在火星陨石上发现了可能是低等微生物的化石。
    1984年在南极发现的一枚陨石，经研究证实了这枚陨石是来自火星岩石，岩石本身形成于36亿年以前，在1600万年前，由于一个小星体撞击火星表面使这一岩石抛射而进入太空，并于13000年前落在地球上。20世纪90年代美国科学家宣布，在这块陨石中发现了低等微生物的化石引起了巨大反响，由此也激发了探测火星的热情。
    后来经过科学家进一步分析，特别是对这块陨石的矿物、岩石及微量元素及有机质等的研究，认为还不足以证实是化石。
  其次，各种探测活动结果表明，火星表面存在大量的古河道体系和水流动痕迹。火星上存在类似地球上的古河道及水流动的痕迹在很早就被望远镜观测到，但真正引起人们关注火星上存在或曾经存在过生命物质，是在1996年发射的“火星全球勘测者”和“火星探路者”所获取的高精度火星表面古河道体系和水流动痕迹照片后。
    我们知道，生命产生与演化的必要条件之一是必须有水的存在，而火星上曾经有过大量的水体无疑给火星上曾经有过生命物质的观点提供了有力的证据。
  　　支撑火星曾经有过生命的另一个理由是，火星表层或次表层可能存在水体。根据“火星全球勘测者”、“火星探路者”探测器、“深空2号”和“奥德赛”探测的资料分析，一些科学家认为在火星表层或次表层可能存在着水体。
    
  　　最后，研究结果和各种火星有关的理论表明火星早期演化阶段存在过适宜生命产生、发育的条件。根据现代太阳系演化理论，火星的演化历史的确存在过气候适宜于生命产生与生存的环境，但目前对这一时期的长度还有待于进一步研究与探讨。
  克服登陆器挑战
  　　被寄予很高期望的“猎兔犬2号”火星着陆探测器没有在第一时间发回确定其安全着陆的信号，人们纷纷猜测她的未来命运可能不太美妙。
    其实，在过去数十年，世界各国共进行了30多次火星飞行，其中便有20次被地球和火星间的漫无边际的黑暗所吞噬。
  前苏联是火星登陆计划中飞行器坠毁最多的国家。算上俄罗斯1996年的发射失败，前苏联(包括俄罗斯)在过去18次火星登陆任务中失败了14次。
    前苏联的火星登陆计划始于1960年，这个期间共发射过5颗火星探测器。2颗在到达地球轨道之前坠毁，这也是前苏联火星计划所迈出的第一步。另外2颗在地球轨道爆炸，最后1颗在航行了6600万英里后丧失了传输无线电信号的能力，也以失败告终。
  　　计算机芯片和软件的缺陷以及重大的伤亡事故成为前苏联火星计划的特点，这也使得前苏联没有取得过任何一次真正意义上的成功。
    前苏联1971年发射的登陆车下降时由于角度不对，结果坠毁在火星表面。另一辆登陆车虽然安全着陆，但由于被巨大的沙尘暴包围，20秒后即遭毁坏。
  　　日本的首个火星探测器“希望号”也是命运多舛，费尽周折，2003年底，日本宣布了“希望号”使命彻底失败。
    5年来，“希望号”好像一直在展示它克服一连串坏消息的坚强和机敏。“希望号”1998年7月4日刚一发射便出现了问题，它飞离了既定飞行路线，探测器被迫使用宝贵的燃料，纠正它的飞行路线。“希望号”当时缺乏在火星轨道停留的充足燃料，只好在1999年10月急速上升，不得已与火星分道扬镳。
    2002年4月，太阳耀斑破坏了“希望号”的动力系统，冻住了“希望号”剩余的燃料，工程师数百次打开和关闭探测器动力系统的开关，想借太阳能之力启动动力系统。最终“希望号”2003年与火星擦肩而过，消失在浩瀚的太空中，使得日本火星登陆计划功亏一篑。
    
  恐怖的六分钟
  　　参与火星计划的专家指出，与登陆火星相比，登陆月球不过是“小事一桩”。月球上没有大气，因此减速火箭就不会被吹走，从而可以指导飞行器准确“软着陆”。虽然火星大气层的密度只有地球大气密度的1%，但它仍能在几秒钟内烧坏太空飞船，所产生的狂风能将太空飞船吹走。
    
  　　科学家评价“勇气”号登陆火星的过程就像“一辆直接掉下来的超速行驶的赛车”。据介绍，欧洲宇航局的“猎兔犬2号”和美国宇航局的两个飞行器都使用多部分降落：隔热罩最先降落，4分钟后降落伞弹开。下降过程中，即便使用降落伞，飞行器的下降速度也达到了大约每小时170英里。
    着陆前数秒钟，巨大的气囊会在登陆车周围膨胀。飞行器接着会打开减速火箭的开关，在与火星表面碰撞前3秒钟向下发射。大约在40英尺的高度(“猎兔犬2号”在着陆前一瞬间)，安装了保护垫的飞行器落了下来，飞行器可能会弹起约四层楼的高度，在宇航局指挥官们所希望的“安全休息”之前，可能会行进2英里的距离，由于随时会发生意外，美国宇航局称这种降落为“6分钟的恐怖时刻”。
    
  　　科学家们目前还没有掌握一种在火星某一准确地点稳定下降的技术。“那里总是潜伏着失败的阴影。”而且，即使是从地面发射也是充满风险的一件事：每20艘太空飞船中平均会有1艘在发射时爆炸。主管此次火星飞行计划的美国喷气推进实验室的地质学家马特·格洛姆贝克也说：“毁灭的方式不止12种，实际上有100种。
    ”
  　　实际上，人类探索火星失败的因素更多的在于人类本身，专家认为，只要能逐步的克服这些不足和疏忽，机遇还是会降临给整个人类。
  　　由于一些人为的因素，美国火星探测计划曾犯下过几次重大失误。1999年，“火星气候轨道飞行器”在火星大气层爆炸，原因是一位计算机程序员使用英国度量单位，而不是其他工程师所使用的度量单位，结果使飞行器出错，造成了这场悲剧。
    同年，“火星极地登陆车”正在距离火星表面300英尺的上空盘旋，这时，由于传感器故障，错误指示已经到达目标的登陆车关掉了减速火箭的开关，结果登陆车像块石头一样掉了下来。科学家指出，只要经过一个简单的实验，这种问题本来是可以避免的。
  中国篇
  火星探测排在月球之后
  　　2000年11月发布的《中国的航天》白皮书指出，今后二十年或稍后一段时期我国航天的发展目标是“空间科学取得重要成果，在世界空间科学领域占有较重要地位，开展有特色的深空探测研究”。
    根据这一目标，我国从今年起将正式启动探月工程，计划于2007年前发射第一颗月球探测卫星，也就是绕月卫星。争取2010年发射月球探测器登陆月球，2020年实现月面巡视勘察与取样返回。这是中国航天向深空探测迈出的第一步。 
  　　国家主管部门负责人最近的说法也验证了这一点：开展深空探测是中国航天的一个方向，目前我国深空探测的主要目标是月球探测。
    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。
  华人建功火星探险
  　　华裔科学家在火星探险的功不可没，最早可以追溯到半个世纪之前。据介绍，被称为“火箭之父”的著名物理学家钱学森，就是JPL（美国宇航局喷气推进实验室）的三位创始人之一。
    当时该实验室用数学来做火箭的弹道仿真，那个部门就是钱学森负责。据了解，这段历史到现在还经常被提出讨论。美国电视台就曾经以钱学森为题，拍摄纪录片。
  　　目前在JPL，来自两岸三地的华裔科学家大概多达300位，每一个人都贡献心力，希望有一天人类也能登陆火星，进行深层探测。
    从小就对太空探险有兴趣的华人科学家陈哲辉说，进入JPL使他的梦想成真。如果真有一天，人类可以上火星，他也会是第一名志愿军。
  　　其它担任重要职责的华人科学家也是不胜枚举。JPL航空电子部门的刘登凯在1997年火星探测太空船“拓荒者”号计划中的角色举足轻重。
    他当时负责“拓荒者”号的定位、转向、下降、通讯等自动控制系统。此外据了解，从1970年代参与“维京号”太空船计划到美国国庆日降落火星的“火星探路者”号，在喷气推进实验室服务近30年的吴贻廉博士，是美国研究负责火星太空实验最资深的科学家之一。此次负责火星探测器着陆系统总工程师、在中国台湾林县出生的李炜钧，他负责操控电脑及接受讯号。
    李炜钧4岁到美国，是喷气推进实验室大力栽培的后起之秀。
  “双星计划”考验中国太空能力
  　　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。要实现火星探测，需要建立发达的天线系统，中国面临的最大困难是地面测控和数据接收系统还达不到探测火星的技术要求。
    
  　　2003年12月30日，西昌卫星发射中心用“长征”二号丙运载火箭，成功地将“地球空间双星探测计划”中的第一颗卫星———“探测一号”赤道星送入近地点高度为555公里、远地点高度为78051公里的预定卫星工作轨道。
  　　双星计划“探测一号”成功发射，在我国太空探索领域中创五个第一——“探测一号”是我国发射的距离地球最远的一颗卫星；这次发射是我国第一次发射高轨道卫星；根据协议，中国“双星”将同欧空局磁层探测计划发射的四颗卫星相配合，实现不同区域同时探测，形成人类历史上第一次对地球空间的六点立体探测；这次发射成功标志着我国高水平的空间物理与环境探测进入实质性发展阶段，是我国第一次以自己的先进空间探测项目同发达国家从技术到应用的高层次、实质性的对等合作；“双星”以具体科学目标为基础，是中国首颗真正意义上的科学实验卫星。
    
  　　由于这次成功的合作，欧洲可能邀请中国加入2030年实施的“曙光”超大规模星际探索计划，这一计划将包括载人探索火星等星球。目前这一计划正在制订，它将会是个多国合作的计划。　
   
  火星探测规划“四步走”
  　　早在20世纪90年代初期，中国就开展了火星探测的可行性研究。
    科学家认为，未来中国火星探测的整体规划初步可以分“四步走”以实现目标。
  第一步
  　　进行国际合作，开展火星环境研究，提出先进的探测目标和项目，根据探测目标的要求，提出具体的技术方案，研究关键技术问题。
  第二步
  　　发射环绕火星的卫星，探测火星的环境，遥测火星表面的物理化学特性，为软着陆做准备。
    
  第三步
  　　发射火星软着陆登陆器，试验着陆技术，发展火星漫游车、火星机器人，探测火星地理和气象条件。
  第四步
  　　在火星上建立观测站，探测火星内部结构、火星的矿物特性和气象；用机械手采集火星岩石样品；发展地球-火星往返式飞船，建立由机器人照料的火星基地。
    
  资料
  火星探测历程几经周折
  　　“成功登陆一个天体太难了”。据中科院国家天文台专家介绍，人类已经向火星发射了30多个探测器，至今天已经有了40多年的历程。专家对记者表示，此次“勇气”号成功登陆火星，并马上发回火星照片，标志着人类探测火星已经取得更进一步的成功，人类探测太空已经进入一个新的时代。
    
  　　从1960年到1975年的16年是火星探测的第一个高潮：其中，前苏联于1960～1964年发射了“火星探测器”系列，1962～1974年间执行了“火星号”系列探测计划。而美国于1964～1970年发射了“水手号”系列探测器，其中1964年“水手4号”(Mariner-4)是人类首次成功的火星探测器；1964～1972年发射了“火星号”系列探测器和“宇宙号”系列，并于1975年实现了“海盗-1”、和“海盗-2”号探测器在火星表面成功软着陆的壮举。
    
  　　20世纪80年代以后，美国和前苏联又陆续进行了一系列火星探测：1988年前苏联发射了两艘Phobos飞船，美国于1992年发射“火星观察者”探测器，但都未能成功。经过4年技术改进后，美国相继于1996年11月6日和12月4日分别发射了“火星全球勘测者”探测器和“火星探路者”探测器，其中“火星探路者”是继1976年“海盗”之后再次成功地着陆在火星表面的探测器，这次探测活动获取了高精度、高清晰度的火星照片，并向人们展示了火星上有大量类似于古河道的证据，大大激发了人类探测火星、寻找火星是否存在或曾经存在过生命物质的热潮。
    此后，美国又分别于1998年和1999年发射了“火星气候轨道探测器”(Mars Climate Orbiter)和“火星极地着陆器”(MarsPolar Lander)，试图解开火星生命物质之谜，遗憾的是都失败了；而作为新崛起的空间大国，日本于1998年7月首次发射了火星探测器——行星B(Planet-B)，欧洲空间局也于1999年发射了“深空2号”(Deep Space-2)，尽管都没有完全实现预期目标，但标志着日本和欧洲空间局火星探测计划已经进入真正实施的阶段。
    
  　　就在各国火星探测计划因失败而有所降温时，美国于2001年又成功地发射了“火星奥德赛”(Mars Odyssey)探测器，再次点燃了火星探测的热情之火，而2003年6月2日欧洲空间局发射的“火星快车”(Mars Express)和2003年6月10日美国发射的“火星漫游者A”(MER-A)可以说是21世纪国际火星探测新高潮的全面实施。
    
  　　到目前为止，人类发射火星探测器或与探测火星有关的探测器共37个，其中成功16次。从这37次探测过程看，无论是探测方式、技术手段还是探测目标，都体现出循序渐进、逐步提高的轨迹。探测目标上，一方面从早期以政治目的为主体发展到目前完全是以科学研究为目标，另一方面，从探测近火星空间环境、火星大气、火星表面环境发展到在火星表面上直接进行岩石、土壤的就位分析。
    
  　　目前，美国、欧洲空间局、日本等国家或组织都已制定了各自长远的火星探测计划，将在今后的二三十年内发射一系列火星探测器。其中最近几年的计划主要有：美国即将在2005年发射“火星侦察轨道探测器”、2007年发射“火星2007”探测器，法国航天航空局2007年将发射1个轨道探测器和4个小型的着陆器，意大利将于2007年发射“火星轨道”探测器，以及以美国为主体、由多国联合研制的将于2009年发射的“火星2009”探测器。
    在今后20年内，每两年将发射1～2个火星探测器，全方位地开展对火星环境、大气、岩石、水及内部结构构造等的探测与深入研究。
  。

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  随***

  2006-10-28 12:57:36

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