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update: 2025/12/14
更新日期: 2025/12/14
origin: 2013/05/23
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人類下一個登陸目標-火星
2012年8月6日,美國太空總署耗資新台幣745億,將一輛重達900公斤,有如休旅車大小的「好奇號」火星探測車,以八個多月的時間,飛行5.7億公里的航程,成功的登陸於火星赤道附近的「蓋爾」隕石坑,為探測火星邁進一大步,也為人類未來登陸火星的任務進入一新里程碑。
這輛聰明會冷靜思考「下一步該怎麼走」的好奇號,可說是到目前為止,所進行最複雜的火星探測任務。它以核能為動力,可支撐十項精密先進的科學儀器運作達十四年,其中配備高能雷射的偵測器,能對準並命中七公尺外岩石與土壤,以分析其成分與特性。這個四肢靈活、聰明絕倫的好奇寶寶,更計畫爬上蓋爾隕石坑中央高達四千八百公尺的「夏普峰」(我們台灣最高的玉山才3952公尺),好讓科學家透過峰頂的地質,探究火星的過去,尤其是搜尋火星上究竟有無構成生命所謂的「碳基化合物」以尋找生命可能曾經存在於火星上的證據,並瞭解未來要對火星進行何種「環境工程」「碳基化合物」才能將火星改造成類似地球,適合人類居住的星球,徹底解開這個有四十六億年歷史的紅色行星的奧秘。
火星,為地球外圍的第一個行星,也是古典太陽系行星學上談論最廣,爭議最多的第一個星體。火星與太陽的平均距離約有二億三千萬公里,繞行太陽一周要687天,將近地球的兩年。火星的直徑約為6800公里,相當於地球12700公里的一半多一點。我們在地面用肉眼看它,可以明顯的看出呈暗紅色,故以「火星」相稱,而在西方則以「戰神」為名。
火星表面有一層非常稀薄的大氣層,大氣壓力約只有地球的百分之一,其中百分九十五為二氧化碳。火星距離太陽比地球遠,因此表面溫度比地球低,火星在夏季時,赤道一帶中午最高溫為攝氏20度,這相當於台北秋冬時的溫度,最低溫為火星冬季極地半夜的攝氏零下140度,整個火星的平均溫度則為攝氏零下53度。火星的夏天由於強烈的日照,地面溫度升高時所產生劇烈的上升氣流,能將火星表面的細沙、土壤往上捲起,造成大規模的沙塵暴,影響所及可遮住半個火星,我們利用高倍天文望遠鏡,可看出如同一大片橙色的雪,將整個火星包了進去,還真有點恐怖。
火星雖然比地球小很多,但是它的表面有許多特殊的地形和地貌,例如:在火星低緯度地區,有許多類似地球河床的地形,交織成網狀或葉脈狀,由於具有水流的跡象,顯示過去火星很可能有大量的水存在。此外在火星上還有許多類似地球峽谷的地形,其中由水手太空船所發現位在火星赤道附近的「水手大峽谷」最為壯觀,它長達5000公里,平均寬度有240公里,深度則有8000公尺,可說是太陽系中最壯觀的峽谷。此外,巨大的奧林帕斯火山,直徑就達600公里,相當於台灣南北距離的一倍半,高達則有二萬四千公尺,為地球最高珠穆朗瑪峰(聖母峰)的三倍,火星上有這麼多驚人的地形,因此你絕不能小看火星。
火星這個鄰近地球的行星,有兩點和我們地球頗為類似,一是火星的赤道傾角為25度,僅比地球多了一度半,因而有相似的春季、夏季、秋季與冬季,只是它每個季節的長度,都比地球增加將近一倍。另外火星的自轉週期為24時37分,和地球相較只多了半個多小時,因此未來人類應該很能適應在火星上過日子的。
火星有兩顆小衛星,一個叫佛伯斯,一個叫戴莫斯,它們是在1877年由美國天文學家霍爾所發現的。這兩顆衛星都是接近橢圓的不規則狀星體,佛伯斯長26公里,而戴莫斯長15公里,表面均佈滿大小不等的坑洞,天文學家認為它們很可能是兩顆被火星捕捉到的小行星。
火星在以往就是個令人感到迷惑與不解的行星,1962年有位美國天文學家觀測到「火星表面出現閃光,隨後出現小片的雲朵」,當時認為有可能是原子彈爆炸。另一蘇聯的太空物理學家,認為火星的衛星是「人」造的,由一已消失的火星高科技文明所發射的。時至二十一世紀的今天,有些科學家認為,火星過去可能有過原始型態的生命,它們經由流星體帶到地球,因此地球上的生命起源有可能是火星上的有機體,在太空中冬眠一段長時間後,透過流星體到達地球才「甦醒」過來。1984年在地球南極所發現的ALH84001隕石,在其中發現疑似細菌化石的痕跡,正是此項理論的證明,目前這些細微的有機體,可能仍在火星地表下繁衍生存。
火星在地球外圍一橢圓形的軌道上繞日運行,因此它與地球之間的距離變化很大,可以從最遠的四億公里,到最近的五千六百萬公里不等,相差幾乎有七倍。通常火星每隔兩年兩個月會例行公事般的接近地球一次,在天文上這叫做「衝」,而且每隔十五至十七年還會發生一次大接近,稱做「大衝」,此時就是觀測火星的最佳時機。當火星在繞日運行的軌道上接近地球時,我們從一個小口徑的天文望遠鏡中,就可見到火星表面的一些特徵,其中最明顯的就是南、北兩極附近白色的「極冠」,以及火星表面明暗不等的暗斑,在暗斑與暗斑之間,一些有經驗的火星觀測者,會在其間發現許多粗細不等的線條狀,這就是引起爭論的火星「運河」---- 一個在十九世紀非常可怕的名詞。
西元1877年,這一年火星接近地球,義大利米蘭天文台長夏帕瑞利運用高倍的天文望遠鏡觀測火星時,發現表面出現許多這種線條,當時稱其為「狹道」,但是一位美國記者,卻將其翻譯成英文的「運河」傳回國內。「狹道」是天然形成的,不足為奇,但「運河」卻是由人工挖掘出來的,造成當時人們認為火星表面有水,但分佈不均,因此「火星人」為了發展農業灌溉與交通運輸,經過工程測量後,就大量而快速的挖掘運河,「火星人」這個字從此就出現在許多科幻電影及小說中,代表具有高度科技而能隨時攻擊地球、摧毀人類文明的外星人。
然而另一位著名的天文學家 安東尼奧迪,在經過長期而細心的觀測後,認為這些所謂的「運河」都是由於人們先入為主,以及眼睛過度疲勞所引起的幻覺,實際只不過是些斷斷續續的斑點而已,因此「斑點論」與「運河論」,就成了相互對立的火星兩大派別,並且一直彼此攻擊、爭論不休,直到上個世紀七O年代的1965年。
1965年美國發射了一艘「水手四號」無人太空船,在經過了240日的航行後,成功的將一萬公里外的火星表面地形,傳送到二億二千萬公里外的地球,在這當時是一項重大太空科技的突破,然而更令人驚訝的是它首次揭露出火星表面根本就沒有所謂的運河,當然也更沒有「高科技文明的火星人」。
1976年為了慶祝美國建國兩百年,特別發射了兩艘「海盜」探測器,它成功的登陸火星表面,除了首次傳回有如身歷其境般的表面土壤、岩石等特寫照片外,更挖掘表面土壤進行生化測試,探尋其中有無生命存在的可能。
1997年「拓荒者」探測器降落於火星「戰神谷」,它並放出一微波爐大小,可自行走動以偵測火星表面岩石的漫遊車。2000年「火星全球探測者」更成了火星的衛星,它每日圍繞火星12圈,打下四百萬個雷色光點,結果分析出火星早期時,整個北半球大致為平原,南半球則為崎嶇的高地,平均比北半球高出約5公里,整個地勢可說由南至北一路下滑,根據此理論,當時火星的水有四分之三都在北半球,整個北半球就是一片海洋。到了2002年,「2001火星漫遊者」抵達火星,它利用先進的伽瑪分光計與中子質譜儀,掃描整個火星表面一公尺以下的區域,結果顯示火星北極附近有大量的水,而南極冰凍的水則被所在二氧化碳冰層下,即使在火星赤道地層之下,也有水存在的痕跡,由於火星可說確定有水的存在,這使得火星成為太陽系中,除了地球之外,最適合人類移居的行星。
未來人類將繼續登月後,下一步當為登陸火星,但登陸火星的太空人於航向火星六個月至九個月的期間,在無重力的環境之下,要能維持良好的體能狀態,而當赴火星探險結束返回地球時,更要防範絕對不能將火星上的病毒帶回地球,因此需要嚴密的隔絕防疫。目前地球有70億人口,未來如果繼續增加到地球無法承受時,人類終將要改造火星大氣結構與表面環境,使之適合人類居住的生活。我們相信,以人類太空科技進展的程度,未來一定能登陸火星進而改造火星,使之成為太陽系中第二個地球。