科學匯 ▏「天問一號」將帶我們跨過星辰大海去看火星，一起來吧

2023-03-31 23:15:52 2

《錢江晚報》特約記者陳偉斌

8顆行星

2020年4月24日是中國的第五個太空日。同一天，美國航天局還公布了中國首次火星探測任務的名稱和任務標識:行星探測任務命名為「天象系列」，中國首次火星探測任務命名為「天象一號」。

在七年級的科學教科書中，有一節關於太陽系的特別課。其中，火星是最有趣的外星星球之一。

碰巧今年是火星探索的第60年。據此前消息，2020年，除中國外，將有兩種不同的火星車發射到火星上——美國的「2020火星車」和歐洲與俄羅斯聯合開發的「羅莎琳德·富蘭克林」火星車。

然而，由於疫情和技術原因，上述火星車的具體發射時間尚未確定，而歐洲火星探測計劃已推遲至2022年。

即便如此，人類向火星發射探測器和探索宇宙的步伐將永遠不會停止。

-2。-火星看起來像什麼？

作為太陽系八大行星之一，火星是太陽系從裡到外的第四顆行星，屬於類地行星，位於地球和木星之間。

它的形狀和地球非常相似！然而，火星直徑約為地球的53%，質量約為地球的11%。

顏色與地球不同。研究發現，火星表面的赤鐵礦(氧化鐵)使整個星球呈現橙色。

與地球大氣層相比，火星大氣層的主要成分是二氧化碳，它又薄又冷。灰塵懸浮在其中，沙塵暴每年都會發生。

此外，因為地球上有豐富的各種自然資源，如動物和植物，地球表面比火星豐富得多。

火星基本上是一個沙漠星球，表面有沙丘和礫石。地質活動不是很活躍。該地貌大多形成於古代更活躍的時期，有密集的火山口、火山和峽谷。

為什麼人類對火星如此感興趣？

與其他星球相比，火星是目前科技知識範圍內最有可能接受人類的星球。

火星自轉一周，也就是說，一個火星日的時間是24小時37分鐘，火星上的四季都有氣候變化。

著名天文學家和科普作家卡爾·薩根曾解釋過人類探索火星的原因:首先，火星是人類能探索的最接近地球的行星之一；其次，大約40億年前，火星的氣候與地球相似。那裡有河流、湖泊甚至海洋。未知的原因造就了今天的火星。探索火星氣候變化的原因對於保護地球的氣候條件具有重要意義。此外，他還列舉了一些原因，比如從長遠來看，火星是人類最有可能遷移的星球。

這些原因在一定程度上已經被全世界的科學家所認識。

到目前為止，有多少探測器到過火星？

事實上，早在1960年，人類就試圖向火星發射探測器。最早的一次應該是1960年前蘇聯發射的火星1A，但那次任務並不成功。直到1964年，美國水手4號探測器才成功發射。

簡而言之，人類已經向火星來回發送了40多個探測器。失敗與成功交替出現，但人類從未放棄。最著名的火星探測器應該仍然是美國的「機遇號」、「好奇號」火星探測器和「洞察號」火星無人著陸探測器。

由於宇宙空的複雜性，這些探測器的飛行時間受到各種因素的影響，例如軌道類型、速度增量要求、發射窗口、推進模式等。當然，這也取決於飛船的技術水平。所以目前，大多數火星探測器從地球到火星大約需要250天。

目前，中國製造的火星探測器，暫時被稱為火星-1號，是新一代火星探測器中最小的，但它將執行與類似探測器相似的任務:在火星表面尋找生物特徵和生命跡象。

除了探測車之外，還有一個軌道飛行器，它將配備一個高解析度照相機、一個中解析度照相機、一個地下雷達、一個礦物分光計、一個中性高能粒子分析儀和一個磁力計。

利益集團

中國的漫遊者

何時在火星上疾馳？

火星在古代中國被稱為「火星」。事實上，中國以前曾試圖探索火星。

據了解，中國正在開發第一個火星探測項目。

根據計劃，中國將在2020年長徵五號發射火星探測器，並通過一次發射實現火星軌道、著陸和巡邏探測。我國還準備通過發射探測器了解火星的狀況，獲取更多信息，以幫助人類更好地研究地球的演變和未來發展。

探測器發射後，大約需要7個月才能到達火星。

根據中國火星探測計劃的步伐，在不久的將來，中國將逐步建立一個火星表面觀測站，研製在地球和火星之間穿梭的太空飛行器，並建立一個供機械探測器進入的火星基地。

思考問題

1.火星是地球質量的1/9。眾所周知，質量為1千克的物體在地球上的重力為9.8牛頓，即9.8牛頓/千克，質量為1千克的物體在火星上的重力為3.76牛頓，即3.76牛頓/千克。那麼，能舉起100公斤地球上物體的太空人，他們能舉起多少質量到火星？

回答:100乘以9.8等於980(n)；980除以3.76等於260.6公斤。

2.火星是太陽系八大行星之一。它屬於類地行星，呈橙紅色。火星基本上是一個沙漠星球，稀薄而寒冷的大氣中懸浮著二氧化碳和灰塵。在地球上，我們看到的日落是紅色的，所以你知道火星上的日落是什麼顏色嗎？你認為這種顏色為什麼會出現？

答:光散射是指一些光通過非均勻介質時偏離原來方向的現象。偏離原始方向的光稱為散射光。

讓我們首先認識兩種散射-

非常小的粒子會發生劇烈的散射，例如大氣中的氣體分子。散射定律與波長的四次方成反比，即短波的散射比長波強得多。

米氏散射對應於大小接近光波長的散射粒子。例如，火星大氣中的塵埃大小約為3微米，相當於電磁波譜中的中紅外光。密爾散射傾向於散射波長接近其自身大小的光。

地球大氣的主要成分是氣體分子(在非塵埃天氣中)，它含有非常小的粒子，這些粒子的行為可以用短波長的光子的劇烈散射來描述。

因此，你在白天看到的空的那一天是藍色的，因為氣體分子受到陽光的照射，散射出藍光。在火星上，大氣層很薄，氣體成分並不主導散射行為。相比之下，灰塵顆粒更多，相對較大(大約幾微米)。散射行為用米氏散射來描述。散射光子與它們自己的粒子具有相同的波長，因此散射紅光。這時，天空的顏色空你看到的是紅色。在視線的方向上，太陽發出的紅光部分被散射了。

因此，你看到的光將是藍色的。

老師:錢佳勤

杭州丁嵐實驗中學副校長