火星土壤有何可怕之处?为什么人类不敢把火星土壤带回地球?

2022年12月27日17:39:03 科学 1869

时至今日,太阳系中的主要天体都被人类的探测器近距离“拜访”过,而有些探测器甚至还直接将外星球上的土壤带回了地球,除了月球之外,连远在数亿公里之外的小行星上的土壤都被带了回来。

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然而火星却是一个例外,尽管火星是人类的重点探测目标,以至于直到现在依然有多台人类发射的火星车在火星上行动,但迄今为止,人类从未将火星上的土壤带回地球,这样的情况不禁令人好奇,火星土壤到底有多可怕?为什么人类不敢把火星土壤带回地球?

经过多年的探测之后,人类对火星已经有了一定程度的了解,种种迹象表明,在很久很久以前,火星上曾经存在适合生命的自然环境,所以一个常见的思路就是,火星土壤中有可能存在一些未知的生物,如果贸然将火星土壤带回地球,或许会引发一次可怕的“星际生物入侵”。

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然而以现在火星上严酷的自然条件来看,生命几乎不可能在火星表面的土壤中存活,退一步讲,就算火星土壤中真的存在生命,最多也就是一些简单的微生物,只要人类做好防护(对于现代人类而言,这很容易做到),并不会出什么问题。

由此可见,火星土壤并不可怕,而人类也不是“不敢把火星土壤带回地球”。实际上,人类之所以至今仍未把火星土壤带回地球,最主要的原因其实是技术问题。

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将外星球的土壤带回地球,其实可以简单地分为4步:1、向目标星球发射探测器;2、探测器在目标星球上登陆并采集土壤样本,然后将其封存,并置入返回器之中;3、探测器从星球表面将返回器发射升空,令其摆脱目标星球的引力束缚;4、返回器带着封存好的样火星本重返地球。

对于从火星上采样返回来讲,技术难度最高的其实是第3步,虽然火星比地球小得多,但它毕竟是一颗大行星,其引力还是比较强的,根据科学家的估算,火星表面的逃逸速度约为5.027公里/秒,这就需要大量的燃料。

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考虑到火星上得不到燃料补给,因此这些燃料必须是探测器从地球上发射时就要携带的,而我们都知道,想要从地球表面将一定质量的物体送上太空,就需要比该物体质量多得多的燃料来提供发射时的动力,如此一来,发射的难度和成本就会指数级地上升。

除此之外,火星还有一个大气层,尽管比地球大气层稀薄得多,但仍然会对返回器的发射升空造成不小的麻烦。

相对而言,月球的逃逸速度只有大约2.4公里/秒,并且还没有大气层,至于小行星,除了没有大气层之外,其引力更是弱小得可以忽略不计,比如说“隼鸟2号”采样的小行星——“龙宫”,其逃逸速度大概只有1米/秒,所以从月球和小行星上采样返回的技术难度就要低得多。

值得一提的是,尽管把火星土壤带回地球的技术难度很高,但以人类目前的科技水平也不是不可能办到,实际上,人类已经提出了两个从火星采样返回的计划。

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其中的一个是来自NASA和ESA的“火星样品回收计划”(Mars Sample Return,简称MSR),该计划的第1步和第2步已由“毅力号”初步完成,该探测器携带了43根用于收集火星岩石、土壤和大气样本的试管,其中的一部分已经采样完毕,目前正在等待下一步的任务。

预计在2026年,另一艘宇宙飞船将会从地球表面发射升空,当它抵达火星后,会环绕着火星运行,在此之后,采集好火星样本将由一枚小火箭从火星表面发射升空,然后与环绕火星的宇宙飞船对接,随后这艘宇宙飞船将会踏上归途,并于2031年将火星样本带回地球。

另一个计划则是我国的“天问三号”火星探测任务,大家都知道,我国的“天问一号”火星探测任务已经顺利完成,实际上,“天问一号”只是我国探测宇宙深空的一系列任务的开始,按照计划,我国将在2025年实施“天问二号”小行星探测任务,该任务将对一颗编号为“2016HO3”的小行星进行伴飞并取样返回。

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“天问三号”则是直接将火星样本送回地球,按照计划,“天问三号”将于2028年发射升空,并一次性地完成飞抵火星、登陆火星和在火星表面的采样返回,预计在2031年,我们就将获取到来自火星的土壤,不得不说,这实在是令人期待。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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