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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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好奇号,看你的了!   

2012-08-17 17:03:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:Ent

当地时间8月6日凌晨1点32分,美国加州帕萨迪纳一间灯火通明的实验室里突然爆发出一阵欢呼。人们站起身来满含热泪相互拥抱——他们刚刚成功地把人类历史上最大的行星漫游车“好奇号”送上了火星。这是人类第四辆成功着陆的火星漫游车。他们的确有欢呼的理由,因为探索火星对我们意义重大,而好奇号也的确是有备而来。

[好奇号登陆火星假想图。图片出处:NASA]

科幻小说常常把火星描述为人类的第二故乡,并在叙述火星移民进程时有意无意地夸大了火星和地球的相似程度。有些相似其实无关紧要,比如火星的一天几乎和地球一天一样长;有些相似则属描述误导,比如火星陆地面积和地球陆地面积相当,但火星上根本没有海洋啊……现实中的移民火星还基本处于妄想。然而,火星在几个重要方面的确值得注意:

  • 冰盖:火星和地球的两极都有冰盖,而火星冰盖极可能也是主要由水构成。水对人类未来殖民的意义显而易见,但这一发现对当下地球的意义就不是所有人都知道了。

我们熟悉的地球是两极都有冰盖的地球,但鲜为人知的是,这并非地球历史的常态。在46亿年的地史里,可能有接近一半的时间十分温暖,两极都根本没有任何冰川,气候和生态系统也和我们熟悉的地球有相当的差别。我们还不完全清楚地球是如何在这两种状态下转变的,转变过程中又发生了什么。眼下的全球气候变暖也会影响冰盖的形态,而考察火星的冰盖有助于我们理解这些变化的机制和后果。

  • 地轴:地球的自转轴和公转轨道有23.5度的夹角(叫做“黄赤夹角”),很稳定。可是火星的旋转轴虽然目前也是差不多的25度,却十分不稳定。这可能是因为火星没有地球这样的大月亮来帮助稳定……有趣的是,转轴的角度会影响到冰川的分布,当倾角很大的时候,冰川将在赤道附近而不是两极形成。所以火星车在中纬度的地下发现了大量的水。

转轴倾斜的另一个重要影响是产生四季变化。黄赤夹角越小,四季的差异也就越小。紊乱的四季会对火星带来怎样的地质和气候影响呢?一颗四季紊乱的星球是否适合人类居住呢?这都是有趣的问题。

  • 磁场:虽然火星也曾有过星球范围的磁场,今天它已经没有了;但地球一直是有磁场的。磁场保护行星免受宇宙射线的侵袭,可能还帮助留住大气和水分。但是地球历史上仅在最近一亿年里就出现过大约两百次地磁反转,每次可能会有约几百年的时间里磁场极其微弱、近乎没有。暂时失去磁场保护的地球会变成什么样子?也许火星能帮助我们知道。
  • 地貌:当今的世界第一高峰珠穆朗玛峰形成不过几千万年,高度也只有8848米;相比之下火星虽然体积只有地球八分之一,但第一高峰奥林帕斯山却足有21229米高。火星上还有直径2500公里的巨型陨石坑“希腊盆地”,4000公里长、8公里深的大峡谷“水手谷”,宽5000公里、海拔7000米的塔尔西斯高原,冬季可达1600公里宽、5公里厚的北极冰盖。为何火星能保有这么多太阳系之最?还是要靠火星车研究地质和气候。(话说回来,未来的火星大概是个好旅游点……)
  • 生命:迄今为止还没有确切的证据表明火星上有生命,但至少我们知道火星上有过热泉口,所以曾经有过适合生命存在的环境……
[好奇号,将在火星遇到什么?图片出处:NASA]

而我们的好奇号重达1吨,大部分用来装载相应的检测设备了,检测全面程度和精度要远远超越它的前辈。亮点的装备如下:

  • 多个彩色摄像头,可以拍摄3D模式的照片和影片。
  • 激光发射器+光谱仪,可以将最远7米的石头烧出一个小洞,分析蒸发物并确定成分。
  • 中子探测器,专门用来寻找岩石和土壤中的水分。
  • 辐射探测器,测量在没有磁场的情况下火星表面会遭受多大的辐射。
  • 化学实验室,重点寻找岩石和土壤中的有机物。如果发现有机物,火星有生命的可能性就大大增加。
  • 核电池,至少可提供持续1个火星年(687天)的动力。不用再像前任们那样担心沙尘掩埋太阳能板了。
[好奇号假想图,实物一定更酷。图片出处:NASA]

好奇号降落在盖尔陨石坑之中。坑的正中央有一座高达5500米的山峰,接下来的一个火星年里它将沿着山峰爬上去,分析一层层的沉积物、从而确定火星的地质历史。如果它一切顺利,那么带给我们的不仅仅是对火星的了解,可能还会帮助我们迎接地球眼下面临的问题。

祝它好运吧。

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