火星为什么那么“红”

7月基本可以算是一个“航天月”，为什么这么说呢？因为已经有两个火星探测器成功升空，它们正在飞往火星的路上，一个是阿联酋的“希望号”，一个是我国的“天问一号”。此外，有消息称美国“毅力号”计划于美国东部时间7月30日发射。对火星这颗红色的星球，人们始终拥有着无穷的遐想和不灭的好奇，并期待着它能成为我们的第二个家园。人类不停地探索，试图搞清楚这颗遥远太空中的星球上有什么？它上面有什么风景？能不能在其中发现文明的残迹……

◇◇◇火星直径约为地球直径的一半

火星，自古就是重要的观测对象，其记录可追溯至公元前2000年的古埃及。中国最早的文字记载出现在商朝末期（公元前1045年），这颗星荧荧如火、飘忽不定，故曰“荧惑”。火星是地球的邻居，这颗在夜空中红色荧荧的星球，因为与地球的种种微妙相近，一直以来都是科学家们关注的焦点。

火星为什么看起来是红色的？这是因为火星表面有红色的赤铁矿，呈现出橘红色。另一个原因则是沙尘暴造成的。火星上风力很大，一来就几乎席卷整个星球表面，持续多月不停，还充斥着扶摇直上的尘卷风。当扬起的沙尘覆盖火星，遮住了原本灰褐色的沙粒和石块，就造成了“红色星球”的错觉。

中国科学院国家授时中心研究员、守时理论与方法研究室副主任童明雷说，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，橘红色外表是地表的氧化铁。火星的直径约为地球直径的一半，平均值为6794公里。质量约为地球的十分之一，体积相当于地球的六分之一。

◇◇◇火星每个季节的长度是地球上的两倍

到火星旅游需不需要倒时差？火星的时间与地球相同吗？童明雷研究员说，火星自转一周的时间称为火星日，火星日与地球日很接近。地球日（地球自转一周的时间）为24小时，而火星日约为24小时40分（以地球上的时间度量）。地球的自转倾角是23.44°，而火星的自转倾角是25.19°，与地球相似的自转倾角也意味着它与地球一样有着四季的变化。火星绕太阳的公转周期为687天，约为地球公转周期的两倍，因此一个火星年等于两个地球年，每个季节的长度为地球上的两倍。但是，火星大气比地球大气稀薄100倍，火星大气以二氧化碳为主，而地球大气以氮气和氧气为主。同时，火星的地表温度要远低于地球的表面温度，而且日夜温差极其大。

◇◇◇火星探测存在“窗口期”

人们憧憬着对火星探测的无限遐想，可能有人会问，为什么会选择在这一天开启火星探测呢？童明雷研究员说，火星轨道半径约2.3亿公里，而地球轨道半径是1.5亿公里，地球和火星都在围绕太阳运转，两者的相对位置不断变化，最远时超过4亿公里，最近时约5460万公里，从地球的视角来看，每隔大约780天才能和火星最接近一次，这个时间又叫做会合周期，大约是26个月，即每26个月出现一次宝贵的火星探测发射窗口期，目前就是最佳火星探测发射窗口期。

人类现有的以化学燃料为核心动力的火箭性能依然有限，但是如果利用这个会合时间点附近的窗口探测，成功率就会高很多。人类对火星的探测始于上世纪60年代，基本都要利用一次次会合周期打开的探索窗口出发探测。要知道，火星离地球非常遥远，目前最先进的探测器从地球飞到火星，大约需要七八个月。

◇◇◇人类探测火星的历程

人类火星探测起步于20世纪60年代，到今年6月底，全球共实施了40多次探火活动。关于人类的探火史，尤其是1996年以来，几乎每个发射窗口都有火星探测器发射，按技术水平和任务内容来划分，大体分为三个阶段。第一阶段是早期的飞越探测，时间跨度为1960—1970年。

这一阶段国际深空探测刚刚起步，相关国家主要以火星飞越探测、传送火星图片与探测大气参数为主。1960年，苏联发射了人类第一个火星探测器“火星1A号”。1965年，美国“水手4号”火星探测器第一次传回火星图像。第二阶段是初步了解火星表面，时间跨度为1970—1990年。上世纪70年代初期，美苏重新展开火星探测活动，以轨道环绕与着陆探测为主，主要任务包括传输图像、探测大气、磁场、地表温度等。此后，两国对于深空探测的投入减小。1975年，美国“海盗1号”火星探测器首次成功着陆并展开工作。第三阶段则是探寻火星生命迹象，从1990年至今，多个国家加入探测行列。火星探测活动的探测方式主要为着陆和巡视探测，主要目标是寻找火星水存在的证据和生命迹象。其间发射过“火星快车”“勇气号”“机遇号”和“好奇号”等多颗探测器，成功找到了火星水存在的证据。1997年，美国“旅居者号”成为首个展开工作的火星车。2004年，美国“机遇号”火星车登陆火星。2020年7月，中国人也踏上了去往火星的旅程。

◇◇◇探测器到火星都干些啥

这些探测器到火星去干吗？阿联酋“希望号”火星探测器并不会登陆火星表面，它将沿着轨道巡航，用1个火星年的时间观测火星的地质地貌和气象状况。中国的“天问一号”火星探测任务则将一次性完成“火星环绕、着陆和巡视探测”三大任务，此外还要完成5大科学目标，主要涉及空间环境、形貌特征、表层结构等研究。火星车还携带了大气环境测试仪，可以获取火星温度、风力等信息，届时大家将可直观地了解火星和地球环境的异同。“毅力号”火星探测器将在火星上采集火星岩石和尘埃样本。

◇◇◇人们为什么对火星特别感兴趣

为什么人们对火星那么感兴趣呢？童明雷说，2018年7月欧洲空间局MARSIS团队宣布首次确定火星上可能存在成规模的液态水，而水是生命之源，因此很多人猜测，火星有可能曾经存在着生命，甚至是智慧生命。

童明雷假设说，如果地球变得不适合人类居住，那么人类有可能移民火星。当太阳内部燃料耗尽，星体将会膨胀成为一颗红巨星，地球将被吞噬。而火星的温度将升高，固态水也将溶化，有可能变得暂时适合人类生存。为人类最终逃离太阳系提供过渡时期，获得了一段宝贵的科技突破时间。人类对火星的探测，投入了大量的精力，而对于所采火星样本的分析和研究，有利于解开这些未知的谜团。

◇◇◇能不能改造火星使其适宜人生存

可以对火星上现有生存条件进行一些改造，让它适宜人类生存吗？对于这个问题，童明雷认为，人类要想改造火星，使之成为适合人类生活的星球，难度是非常大的。人要在另外一个星球上生存，首先要有氧气，然后要有水、食物等生活必需品，然后还要屏蔽辐射，火星没有全球性的磁场，火星表面的辐射比地球上要强得多。

此外，火星上主要被沙漠覆盖，气候变化无常，这些自然现象恐怕是人类永远都无法改变的，就像人类无法改造地球上的自然环境一样。要想在火星上生活，那么就要在火星上建设很多个适合人类生存的单元，每个单元类似一个超大空间站一样，里面必须有类似地球上一样的环境，要有循环利用的氧气和水，可以种植农作物和蔬菜的土壤等等。这些必备的条件要么化学合成，要么从地球上携带。

本报记者王嘉

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