不了解火星知識(shí)就真“火星”了.簡(jiǎn)單易懂的火星科普
簡(jiǎn)單易懂的火星科普:紅色星球
自古代起就被人們所熟知的火星,又被稱為“紅色星球”。數(shù)十項(xiàng)宇宙探索任務(wù)以它做為目標(biāo),順利的話,很快它就會(huì)成為人類航天員登陸的首個(gè)地外行星。本文將介紹火星的一些有趣特點(diǎn),并回答關(guān)于這顆紅色星球最常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題,那么我們開(kāi)始吧!
圖解:火星是離太陽(yáng)第四近的行星,也是太陽(yáng)系中僅次于水星的第二小的行星,為太陽(yáng)系里四顆類地行星之一。圖源:Staci L。Tiedeken, NASA’s Goddard Space Flight Center
火星的相關(guān)數(shù)據(jù)
行星分類:類地行星;
半徑:3,396 km;
質(zhì)量:6。417 × 10^23 kg;
遠(yuǎn)日點(diǎn):249,200,000 km;
近日點(diǎn):206,600,000 km;
距離地球的平均距離:225,000,000 km;
表面溫度:-143℃~35℃;
太陽(yáng)日:24小時(shí)39分35秒;
自轉(zhuǎn)周期:24小時(shí)37分22秒;
公轉(zhuǎn)周期:686。98天;
年齡:45億3千萬(wàn)年;
名稱起源:古羅馬神話中的軍神;
二、火星的大小火星僅次于水星,是太陽(yáng)系中第二小的行星。下面通過(guò)測(cè)量火星的數(shù)據(jù),來(lái)與地球做個(gè)比較吧。
(一)火星的尺寸火星的直徑是6,792km,行星赤道周長(zhǎng)為21,326km。因此,若以100km/h的速度移動(dòng),繞火星赤道旅行一周大約需要花費(fèi)9天。
(二)火星比地球大嗎?不,火星比地球小?;鹦堑闹睆酱蠹s是地球直徑(12,742km)的一半。另外,其直徑還約為月球直徑(3,474km)的兩倍。
三、火星軌道及自轉(zhuǎn)太陽(yáng)系的所有行星都有著各自的公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期,公轉(zhuǎn)周期決定了行星一年的時(shí)長(zhǎng),而自轉(zhuǎn)周期則決定了行星白天與黑夜的長(zhǎng)度。下面來(lái)介紹一下火星圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度,以及圍繞自身地軸旋轉(zhuǎn)的速度。
(一)火星一年的時(shí)長(zhǎng)火星與地球相比距離太陽(yáng)更遠(yuǎn),因此,這顆紅色星球繞太陽(yáng)一周所需要花費(fèi)的時(shí)間也更長(zhǎng)?;鹦堑囊荒甏蠹s是地球的687天,也就是相當(dāng)于1。88個(gè)地球年。
(二)火星一天的時(shí)長(zhǎng)火星以自身地軸為中心,以和地球幾乎相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,這兩顆行星每天的時(shí)長(zhǎng)幾乎相同?;鹦巧弦惶斓臅r(shí)長(zhǎng)(火星日、Sol)為24小時(shí)39分鐘,比地球的一天長(zhǎng)39分鐘。
(三)火星上有季節(jié)的變化嗎?季節(jié)是由行星自轉(zhuǎn)軸的傾斜產(chǎn)生的。火星的赤道平面傾角與地球的赤道平面傾角非常相似,它的赤道平面以25。2°傾斜,而地球的赤道平面傾角則約為23。5°。因此,火星上也有春、夏、秋、冬四種不同的季節(jié)。但是,火星上的各個(gè)季節(jié)時(shí)長(zhǎng)約為地球的兩倍,這是火星繞太陽(yáng)一周需要花費(fèi)兩個(gè)地球年的緣故。
四、火星有多遠(yuǎn)呢?火星是距離太陽(yáng)第四近的行星,也是距離地球最近的兩個(gè)鄰居之一,另一個(gè)則是金星。
(一)火星距離太陽(yáng)的距離這顆紅色星球的軌道離心率很高,因此火星的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的距離差別很大,分別為2。066億公里和2。492億公里。根據(jù)平均值計(jì)算,火星位于距離太陽(yáng)2。28億公里的位置上,相當(dāng)于1。5個(gè)天文單位。
(二)從火星到地球的距離火星與地球之間的距離是一直在變化的。火星與地球之間最遠(yuǎn)距離為4。01億公里,而這兩個(gè)行星相互之間的最近距離為5460萬(wàn)公里。但是,這么近的接近距離,根據(jù)歷史上的記錄還從未發(fā)生過(guò)。火星與地球距離最接近時(shí)是在2003年,當(dāng)時(shí)這兩個(gè)天體之間的相互距離為5570萬(wàn)公里。
(三)要到達(dá)火星的話需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間?前往火星旅行所要花費(fèi)的時(shí)間,根據(jù)出發(fā)時(shí)間的不同而存在差異。向火星發(fā)射宇宙飛船最適宜的時(shí)間是火星距離地球最近時(shí)刻的大約三個(gè)月前,這種時(shí)機(jī)在火星沖日前后,大約每?jī)赡陼?huì)發(fā)生一次。據(jù)NASA(美國(guó)國(guó)家航空航天局)稱,前往火星的旅程大約需要花費(fèi)9個(gè)月。兩次前往火星最快的旅行由水手6號(hào)和水手7號(hào)實(shí)現(xiàn),分別花費(fèi)5個(gè)月和4個(gè)月。但是,這兩個(gè)飛行器都是以近天體探測(cè)飛行的方式實(shí)施,因?yàn)椴恍枰M(jìn)行環(huán)繞、登陸以及運(yùn)送火星探測(cè)器,所以不需要減速?!耙懔μ?hào)”(Perseverance)火星探測(cè)器花了約7個(gè)月時(shí)間才到達(dá)了火星。
四、火星探索火星作為地球的鄰居,成為了眾多宇宙探索、科研任務(wù)的目的地。1960年以來(lái),向這顆紅色星球發(fā)送探測(cè)器的任務(wù)約有50項(xiàng),但其中成功的大約只有一半。我們來(lái)看一下其中最重要的有哪些。
NASA的水手9號(hào)火星探測(cè)器于1971年進(jìn)入火星軌道,成為首個(gè)環(huán)繞其他行星的探測(cè)器。水手9號(hào)火星探測(cè)器完成了火星表面85%的測(cè)繪,將超過(guò)7千張照片傳送回了地球。而到達(dá)火星表面的首個(gè)人造物體,則是與水手9號(hào)同年發(fā)射的前蘇聯(lián)火星2號(hào)探測(cè)器。可惜的是,火星2號(hào)接近火星的速度過(guò)快,結(jié)果因?yàn)榻德湎到y(tǒng)的誤動(dòng)作,導(dǎo)致探測(cè)器直接撞擊在了這顆紅色星球的表面。
首個(gè)成功在火星著陸的探測(cè)器,是NASA的海盜1號(hào)。自1976年開(kāi)始到1982年的6年時(shí)間,海盜1號(hào)通過(guò)遙控向地球傳回了超過(guò)57000多張照片。作為火星探路者計(jì)劃的一環(huán),NASA的旅居者號(hào)(Sojourner)火星車于1997年到達(dá)火星,成為了首個(gè)在地球外行星活動(dòng)的火星車。旅居者號(hào)火星車工作了83個(gè)火星日,進(jìn)行了大量的科學(xué)測(cè)量和圖像攝影工作。
NASA的勇氣號(hào)(Spirit)與機(jī)遇號(hào)(Opportunity)火星車則于2004年到達(dá)這顆紅色星球。它們肩負(fù)著研究行星氣候的歷史,從中尋找過(guò)去水分活性證據(jù)的任務(wù)。一開(kāi)始,任務(wù)計(jì)劃持續(xù)90天,但是兩個(gè)火星車的工作時(shí)間達(dá)數(shù)年之久,遠(yuǎn)超當(dāng)初計(jì)劃的任務(wù)壽命。勇氣號(hào)一直工作到2010年,而機(jī)遇號(hào)則于2018年壽終正寢。
圖解:勇氣號(hào)于火星古謝夫環(huán)形山拍攝的日落。圖源:NASA/JPL/Texas A&M/Cornell
2012年,NASA的好奇號(hào)(Curiosity)火星車到達(dá)了火星的蓋爾隕石坑。好奇號(hào)通過(guò)調(diào)查火星的氣候和地質(zhì)信息,發(fā)現(xiàn)火星曾經(jīng)具有微生物生存的有利條件。好奇號(hào)的工作時(shí)間也超過(guò)了3000個(gè)火星日。即使到了現(xiàn)在,它依然在持續(xù)工作中。
2021年,作為天文1號(hào)任務(wù)的一環(huán),中國(guó)首個(gè)火星車成功著陸于火星。這輛名為“祝融號(hào)”的火星車成為了第一個(gè)不是由NASA發(fā)射而在火星上活動(dòng)的火星車。
另外,2021年NASA的毅力號(hào)(Perseverance)火星車也在這顆紅色星球上著陸了。與火星車不同,被稱為“機(jī)智”號(hào)(Ingenuity)的火星直升機(jī)也參加了火星探索任務(wù)。2021年4月19日,機(jī)智號(hào)火星直升機(jī)創(chuàng)造了歷史,實(shí)現(xiàn)首次在其他星球上進(jìn)行動(dòng)力控制飛行。
五、火星由什么構(gòu)成?與其他三個(gè)類地行星(水星、金星、地球)一樣,火星也是一個(gè)由巖石構(gòu)成的天體。我們來(lái)詳細(xì)看一下這個(gè)行星的物理特征。
(一)火星的形成火星是與太陽(yáng)系其他的行星一起形成的。約45億年前,星際氣體和巨大的塵埃云因自重崩塌,在原始行星圓盤上展平?;鹦呛推渌麕r石行星在這個(gè)圓盤內(nèi)形成,而氣體巨人(氣態(tài)行星)則定居在了這個(gè)年輕太陽(yáng)系的外側(cè)區(qū)域。
(二)火星的構(gòu)造火星具有中心核、地幔和地殼。它的核心由鐵、鎳和硫構(gòu)成,四周環(huán)繞著巖石構(gòu)成的地幔和由鐵、鎂、鋁、鈣、鉀構(gòu)成的地殼。
(三)火星表面火星表面主要由玄武巖構(gòu)成?;鹦峭寥乐械难趸F蔓延覆蓋了表面,賦予了這顆行星獨(dú)特的紅色。這顆紅色星球中,有著像山谷、沙漠、高山、以及極地冰冠等眾多與地球相似的表面特征,甚至還有些遠(yuǎn)古的三角洲,表明了火星過(guò)去是個(gè)富含水的行星。
(四)火星的大氣火星的大氣遠(yuǎn)較地球稀薄,主要由二氧化碳(占95%)構(gòu)成。而地球的大氣則富含氮?dú)夂脱鯕?,因此,人類無(wú)法在火星上呼吸。但是,2021年4月,NASA的毅力號(hào)火星車成功將火星大氣中的一小部分轉(zhuǎn)化為了氧氣。將來(lái),這項(xiàng)技術(shù)也許能夠?yàn)橛詈絾T提供可供呼吸的空氣。
六、火星有衛(wèi)星嗎?火星有兩個(gè)衛(wèi)星,分別是火衛(wèi)一(Phobos)和火衛(wèi)二(Deimos)。它們都是由美國(guó)的天文學(xué)家阿薩夫·霍爾在1877年發(fā)現(xiàn)的?;鹦堑男l(wèi)星是太陽(yáng)系中最小的衛(wèi)星之一。作為參考,地球的衛(wèi)星——月球的直徑是火星最大的衛(wèi)星火衛(wèi)一的100倍以上。與月球一樣,火星也與火衛(wèi)一和火衛(wèi)二的軌道運(yùn)動(dòng)同步自轉(zhuǎn)。因此,火星的這兩個(gè)衛(wèi)星總是把同一面對(duì)準(zhǔn)火星。
圖解:火衛(wèi)一與火衛(wèi)二的粗略尺寸比較。圖源:NASA/HiRISE/ MRO/ LPL(U。Arizona)
七、近期事件2022年6月23日:火星合月6月23日,北京時(shí)間凌晨2:16(6月22日,格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間18:16),發(fā)生了新月和火星(0。5級(jí))相伴的情況。月球和火星相互之間呈1°,在雙魚座的位置相會(huì),且木星(-2。2等)也在附近。
北半球的觀測(cè)者于日出前幾個(gè)小時(shí),在地平線的正上方觀賞到閃閃發(fā)光的月亮和紅色星球。在南半球,月球和火星從當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨1點(diǎn)到2點(diǎn)左右升起,一整晚高懸夜空、橫跨天際。
八、常見(jiàn)問(wèn)題(一)火星的引力有多大?火星的引力比地球小62%,這意味著地球上體重80公斤的人到了火星只剩下30公斤。人類在火星上行走要容易得多,但這種低重力可能會(huì)使將來(lái)的火星定居者產(chǎn)生肌肉退化、骨質(zhì)疏松癥,以及其他不舒服的影響。
(二)火星是什么顏色?火星表面的主要顏色是紅色,這是因?yàn)橥寥乐械难趸F(更通俗的說(shuō)法就是鐵銹)蔓延、覆蓋了行星表面。另外,火星也有金色、棕色和棕褐色等其他顏色。
(三)火星的溫度有多少?總的來(lái)說(shuō),火星是一個(gè)非常寒冷的地方,其平均溫度是-62℃。然而,根據(jù)NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家邁克爾·米什納(Michael Mischna)的說(shuō)法,在火星感受到的溫度與地球不同。因?yàn)榛鹦巧蠋缀鯖](méi)有水蒸氣和空氣分子,因此火星的-70℃感覺(jué)起來(lái)與地球的-34°C更為接近。如果想更好地了解火星的溫度條件,可以查閱NASA制作的信息圖。
圖解:勇氣號(hào)背陰處的溫度曲線(左前避險(xiǎn)攝像頭),橫軸為勇氣號(hào)以火星日為單位的工作日期,縱軸為溫度。圖源:NASA/JPL-Caltech/Cornell/NMMNH
(四)火星上有哪些火星車探測(cè)器?截至2022年6月,這顆紅色星球上共有6輛火星車。其中旅居者號(hào)、勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、好奇號(hào)和毅力號(hào)這五個(gè)屬于NASA,另一個(gè)祝融號(hào)則屬于中國(guó)國(guó)家航天局。
九、其他幾個(gè)有趣的知識(shí)火星上的奧林匹斯山是整個(gè)太陽(yáng)系中最大的火山。它高21公里,大約是珠穆朗瑪峰的2。5倍。
圖解:海盜1號(hào)軌道飛行器拍攝的奧林匹斯山的火山口及懸崖。圖源:NASA
火星上最大的衛(wèi)星火衛(wèi)一,每年以大約2厘米的速度逐漸接近火星。在5000萬(wàn)年內(nèi),火衛(wèi)一將撞擊火星,或者被引力撕碎,在紅色星球的周圍形成一個(gè)圓環(huán)。
幾十億年前,火星與地球非常相似,行星表面的大部分被液態(tài)水覆蓋,甚至海洋中可能有原始的生命形式存在。但是,后來(lái)這顆紅色星球失去了大氣層,干涸了。
從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,許多天文學(xué)家在火星表面觀測(cè)到了運(yùn)河網(wǎng)絡(luò)。有些人認(rèn)為,它們是外星人文明建造的灌溉水道。但事實(shí)證明,這是一個(gè)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。
愿我們能在這顆紅色星球上有更多的新發(fā)現(xiàn)。享受天文觀測(cè)的樂(lè)趣吧!
文字版權(quán):Vito Technology, Inc。
BY:Star Walk
FY:Xiaoc
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翻譯:天文志愿文章組-Xiaoc
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美觀:天文志愿文章組-
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來(lái)自:https://starwalk.space/ja/news/mars-the-ultimate-guide
本文由天文志愿文章組- Xiaoc翻譯自文章作者Star Walk的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除.
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