040501移民火星-卞毓麟-第1章
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卞毓麟：中国天文学会常务理事，中国科普作家协会会员，上海科技教育出版社版权部主任。现任上海天文学会副理事长、中国科普作协翻译工作委员会副主任。
内容简介：
这一段时间，大家都很关注的有几个火星探测器飞往火星。它们到底去干什么？到底都看到了些什么？到底有什么意义？今后人类还打算怎么办？这就是我今天要给大家介绍的。
首先我们来看一看，这几个火星探测器飞往火星的目的：第一，它们要寻找火星上是否存在生命的证据。第二，它们去探明火星的气候状况；第三，掌握火星的地质特征；第四，为人类将来亲自踏上火星做好有关的准备。那么人类最初是怎样认识火星的？首先在古时候，古人是用肉眼观天的，看到火星是暗红色的，使得古代人很容易联想起战争和鲜血。所以古代人把暗红色的火星想像成为战争之神“马尔斯”。因为火星离地球很遥远，所以我们在地球上用望远镜观看火星的时候，由于有地球大气的妨碍，很难看清楚火星的真面貌。这个时候就要发射宇宙飞船进行近距离的考察。
1965年7月，美国的“水手4号”首次成功地飞越火星，在它最靠近火星的时候，它一共拍了21张火星的照片。这个是有史以来人类第一次在比较近的地方看到的火星。后来美国又发射了“水手9号”。“水手9号”拍摄到火星的河床照片。这些迹象表明，早先火星那里曾经有大量的流水。2004年3月2号，当地时间15点美国国家航天局在新闻发布会上正式宣布，又发现了火星上确实曾经存在过水的证据，并且展示了一些照片。所以科学家们认为火星上面曾经存在着大量的流水。科学家预言到2030年宇航员要到火星上登陆，建立火星基地。成为一个火星的移民点，人们可以在这儿生活，在这儿工作，在这儿研究。
（全文）
这段时间，大家都很关注的非常热闹，就是前几个月有几个火星探测器都在往火星上飞，然后在去年年底到今年年初都到达火星了。那么它们到底去干什么？到底都看到了些什么？到底有什么意义？那么今后人类还打算怎么办？就是我今天想要跟大家介绍的。
那么我们下面来看一看，这几个火星探测器，它们去干什么？主要做这样几件事情：第一个，它们要寻找火星上是否存在生命的证据。要存在生命，非常重要的是那里得有水。那么那里有水吗？第二，它们去探明火星的气候状况；第三是掌握火星的地质特征；第四个，就是为人类将来亲自踏上火星做好有关的准备，这个就是它们这次去的一些崇高的使命。那么要说清楚，人类为什么要干这些事情。我想，我们需要讲一些背景知识，就是火星到底是怎么回事。人类是怎样认识火星的，那么我把它概括成为六个字，叫做“三级跳”，“十步走”。下面我将会一步一步跟大家介绍。
火星是地球的近邻，这张太阳系示意图上面，我们可以看到，中间是太阳，第一个轨道上运行的是水星，第二个轨道上运行的是金星，这个是地球，旁边还有月亮。红色的这颗就是火星，那么外面还有木星 ，土星等等。我们可以看到，金星和火星都是地球的近邻，那么火星就是我们今天关注的主题。火星比地球稍微小点，地球在太空中看起来是蓝色的。那么火星看起来是红色的，那是暗红色的，就带有点土色。那么我们经常把地球上的地图给它展开来，画成一个椭圆形的形状。那么火星的地图，如果我们也用这个方式来画，大概是这样，我们可以看到，在中间赤道南部的地方有一个很长的峡谷，这个峡谷的名字叫水手谷，这是火星上面最重要的特征，它比地球上的亚历山大大峡谷等等要大得多。火星的概况可以这样说，这个就是根据人类已经认识到的火星的情况做的一个模拟的火星，应该说它所反映出来火星上的各种特征都是很逼真的，都是很真实的。我们可以看到，在火星的大地上，布满着各种环形山，有峡谷，有山脉，它的样子跟月球是相当相似。
那么人类探测火星已经有几千年了。在这个过程中间，我们看到，人类研究火星的方式有了三次飞跃。第一次飞跃就是用肉眼观看火星，我们看到的是一个小亮点，到用望远镜来观测，就看到火星上那些东西啦，认识提高了一步，这是跳了一跳。第二跳，就是人类在地球上遥望火星，到派宇宙飞船到现场去进行探测，这个是不一样的。那么第三步，就是我们现在进行的，或者将要实现的，就是现在我们派去的宇宙飞船都是没有人的。这些宇宙飞船着陆到火星上面，它们可以进行很多项的科学研究。因此有许多人就把它称为一种火星探测的“机器人”，它们就像“机器人”一样，在那里执行人类的指令，在那里考察火星。但是下一步，我们的宇航员还要直接到火星上面去，人类还要亲临火星。所以这个又是一次飞跃，这个是三级跳的最后一跳。
那么什么叫做“十步走”呢？就是第一步，古人是用肉眼观天的，看到火星是那个暗红色的，使得古代人很容易联想起战争，战争和鲜血。所以古代人把暗红色的火星想像成为战争之神。那么现在世界上把火星都称为“马尔斯”，“马尔斯”这个名字就是古罗马战争之神的名字，就是战神“马尔斯”。那么到了1659年的时候，荷兰天文学家惠更斯，他用当时刚发明了几十年的天文望远镜来观测火星。隐隐约约地感觉到在火星上面似乎有一些阴影，火星并不是一个完全均匀光滑的圆面，而是有一些阴影，那么他给它起了一个名字就叫做“大沼泽”，好像地球上的沼泽地一样的。那么现在看起来，他当时看到的并不是一种视觉上面的幻觉，而是真正的确实看到了火星上有一些特征，有一些结构。
在1877年的时候，还发现火星也像地球一样，有它自己的卫星，这就是火星的两个“小月亮”。它的两个小卫星，一个叫“火卫一”，一个叫“火卫二”，这两个卫星是非常小的。我们可以看到，它们不是球形的，而且形状非常像我们平时看到的马铃薯，而且好像是被虫蛀过的形状。这个是由于陨星很小的天体撞击了以后，造成的撞击坑。
因为火星还是蛮遥远的，火星最接近地球的时候，离地球大约有5600万公里，那就是最近了。最远的时候，大概离开地球要到4亿公里左右。所以我们在地球上用望远镜来观看火星的时候，由于有地球大气的妨碍，地球大气会吸收光，会散射光，而且还会闪烁。所以在地球上面就是拿很大的望远镜看火星，也不可能看得非常清楚，很难看清楚火星的真面貌。那么这个时候，就必须发射宇宙飞船，去进行近距离的考察，这个就是人类认识火星的第三步。
那么能够发射宇宙飞船，那就是说空间时代，为天文学家们提供了新的机遇。那么在20世纪火星探测最重要的事例，我们可以列举这样几件。20世纪60年代，美国的“水手4号”，“水手6号”，“水手7号”，“水手9号”，这几个火星探测飞船相继飞往火星。70年代美国的“海盗1号”和“海盗2号”。90年代美国的火星“探路者号”探测器都到火星那里去，取得了非常丰富的资料，下面我来一一介绍。
那么大家觉得可能奇怪，除了美国，难道其他国家都没有去探测火星吗？不是。其他国家也有，或者说现在正在考虑火星探测计划。但是到现在为止，最成功的还是美国。前苏联和俄罗斯非常不幸，它们发射了很多宇宙飞船到火星那儿去。但是结果几乎没有一个是成功的，全都失败了。在1965年7月，美国的“水手4号”，首次成功地飞越火星。什么叫飞越火星呢？就是假如说这个是火星的话，那么美国的“水手4号”宇宙飞船，就从火星旁边这样飞过去，然后就走了，一去不复返了。那么在它最靠近火星的时候，它一共拍了21张火星的照片。那么这个是有史以来第一次人类在比较近的地方看到的火星。
接下来，就是“水手6号”和“水手7号”相继而去。那么这个就是一张“水手6号”拍摄的，近距离的照片。它显示了火星的外貌如月，像月亮一样，你看，坑坑洼洼，布满了环形山。“水手6号”和“水手7号”一共拍了200多张火星近距离的照片，然后也跟“水手4号”一样，一去不复返了。
大家可以想像，人类耗费了很大的代价造了这个宇宙飞船，而它们到火星那儿，只是很短暂的几天，就从火星旁边过去了，这个飞船可惜。那么有没有可能，我们使得这个宇宙飞船到了火星那里以后，不要匆匆而过，而是让它绕着火星打转，成为火星的一个人造卫星，这样它就可以在火星上空长期来观测，来考察火星。这样的话就可以取得非常丰富的资料，那么这件事情做到了，这个就是我们要讲的第四步，就是飞船环绕着火星转。首先做到这一点的就是叫做“水手9号”。“水手9号”拍摄到火星的河床照片。大家看，这个非常像地球上面的河床，种种迹象表明，早先那里曾经有大量的流水。这个火星上到底有没有水，始终是人类非常关心的一个问题。为什么要关心这个问题，因为人类说实在的，现在我们所知道的生命形式，到目前为止还仅仅只知道一种生命，这个就叫做“地球型的生命”。假如我们在火星上发现，那里也有生命的话，如果火星生命的模式跟地球上生命的模式是不一样的，是另外一种形式的话，那就很有意思啦，这说明生命并不一定非得像地球生命一样，它完全有另外一种可能。对比这两种生命形式的话，非常有利于更深刻地了解我们地球上的生命本身。所以这个是人类关心火星上有没有生命的原因之一。
那么要有生命的话，水是非常重要的。那么现在“水手9号”，你看，拍摄的火星上面的照片简直是非常像地球上面的河床，这个使得人类非常激动。也许火星上面确实曾经存在过大量的流水。虽然我们现在去的宇宙飞船，没有发现有水在火星上面流动，我们不可能现在到火星上面去打一盆水出来，现在还没有找到。但是那里曾经存在着大量流水的迹象，那是有的呀，而且现在这个迹象越来越多。
那么第七步很自然的，我们不能老在火星上空看，就像一个人造卫星一样的在地球上空看，我们还要登陆，到陆地上面来好好脚踏实地来看看，火星上究竟是什么样的。那么这个在1976年，美国的“海盗1号”和“海盗2号”火星探测器实现了这一点。“海盗号”上面装有非常先进的照相机，它拍摄到火星照片，大家可以看到是这样。“海盗1号”从火星表面拍摄的第一张彩色照片表明了火星上面是一片荒芜，什么也没有，像地球的戈壁滩布满了各种零零碎碎，大大小小的石头。“海盗2号”拍摄的火星表面照片也与此相似。“海盗号”宇宙飞船，虽说已经在火星上面着陆了，但是它没有机动能力，它不像一个车子会开的，它到了那儿，就只能停在那儿了，它能够进行试验做化学分析的样品，也就是它周围三米范围里面的这些东西，那么这个当然就很有局限性。假如说我们能够到了火星上着陆以后，还有一辆车子能够开来开去的，那么我们的活动范围就比较广了。那么这个事情就是火星“探路者号”，1997年在火星上面着陆了。火星“探路者号”带去了一辆小车子，我们在这张照片上可以看到，这儿有一个小车子，这个小车子的名字叫“索杰纳”，它到了火星上面以后，它是有机动能力的，可以开来开去。
下面这张图就是火星车“索杰纳”正在对一块火星岩石进行考察。它开到了这块岩石跟前，然后它用种种分析的仪器考察这块岩石，知道它的结构，它的成分等等。那么这辆火星车其实是很小的。它的个大概多大呢？相当于大概我们的两个微波炉那么大。小小的一个车子，它有六个轮子，但是它非常灵活，它开过去的时候，它有六个轮子，它甚至于能够在一块小石头上面这么开过去，身子都歪了，但是它不会倒。那么火星“探路者号”拍摄到的火星景观大体上跟“海盗号”看到的是差不多，上面布满了各种各样的石头是一片荒芜，绝对没有一棵树，或者是一条河。
21世纪来临了，那么从21世纪开始到今天为止，最主要的火星探测器已经有这么几个到了火星那里都在进行正常工作。2001年有一个叫做火星“奥德赛”。然后2003年和2004年就是我一开始就讲到的“火星快车”和“勇气号”，“机遇号”。下面我们把主要精力来谈谈“勇气号”和“机遇号”所取得的一些成果。因为它们现在每天都在源源不断地发回关于火星的消息。那么在讲“勇气号”和“机遇号”之前，我再说几句，欧洲空间局的“火星快车”。欧洲空间局的“火星快车”去年12月份到达火星附近，就按照预定的计划放出一个着陆火星的着陆器，这个着陆器叫做“贝格尔2号”，“贝格尔”的意思，本来就是一个“猎兔犬”，这个“猎兔犬2号”本来是在去年圣诞节的那天2002年12月25号，要让它在火星上面着陆，到火星上面去进行工作的。但是非常遗憾，就是“火星快车”把它放出去了，放下去了以后，是知道它到了火星表面，但是随后就失去了信息，以后再怎么寻找，也没有找到它。“猎兔犬2号”似乎就永远失踪了。但是“火星快车”还是取得了一些成果的。你看，“火星快车”它是放下去了，但是这个“火星快车”的主体它还在绕着火星转，还在不断地发送有关火星的信息。你看，这张照片拍得多好，“火星快车”用高分辨率的体视相机，就是说立体照相机拍出来的立体感是特别强的，拍摄的火星上面的水手谷的照片。我们看到，这个地貌是这个样子的。那么地球上面的科学家们以及其他科学家们就是一致认为，像这种地貌的形成最可能的就是由于有流水的侵蚀，有冰川的作用，这个意味着火星过去曾经有过大量的流水，火星过去要比现在要温暖得多，要比现在潮湿得多。那么温暖、潮湿是非常有利于生命的出现和存在的。所以科学家们很高兴，这是2004年1月14号拍摄到的照片，就是说“火星快车”一个好兆头。在此前后2004年1月6号，“勇气者”在火星上着陆，它拍摄到的第一张火星上的彩色照片就是这样子的。大家也可以看到，上面是遍布各种大大小小的石头，这个景象总体上来说和“海盗号”和火星“探路者号”拍摄到的火星照片的景象是大同小异，火星看来就是这个模样。
还有你看，“勇气号”它用全景照相机拍摄的一块岩石的照片。这个岩石上面的层状结构，一层一层的结构非常清晰，很薄的一层一层。那么这种特征在地球上面的水层岩都具有这种特征，而且这个一层一层，它不是完全平行的，它一层一层稍微有点斜。这个意味着什么呢？意味着这个第一层形成了以后，第二层这个慢慢地形成，第三层再慢慢形成，它这个是有一个相当长的历史过程，在水里面一点一点沉积起来。这个又是火星上面曾经存在过大量水的又一个间接的证据。
那么现在的“勇气号”和“机遇号”这两个火星车，它们是这样，这两个宇宙飞船到了火星附近，也跟刚才说的“火星快车�
