寰宇萬象：解鎖宇宙終極奧秘 星際探索編年史：類地行星背後的地球未來啟示

在這個行星探索的時代,美國國家航空航天局NASA的鳳凰號探測器降落在了火星表面。 它很快便發現了珍貴的寶藏——冰凍水。 這顆紅色星球的地表之下埋藏着水的遺蹟。 地球不再是我們已知唯一擁有生命關鍵要素的內地行星。 縱觀歷史,我們一直在天空中觀測着我們的行星鄰居。 自從人類誕生以來,我們就一直仰望星空。 各類探測器與着陸器已大膽前往其他內地行星——水星、金星和五星。 爲了實現這一壯舉,天體物理學領域不得不開闢出全新的研究方向。 每一次旅程都揭開了我們太陽系的祕密。 事實上,通過觀測其他行星,我們對地球有了更深刻的認識,並讓我們距離發現外星生命的可能性又近了一步。 越來越多的證據表明,火星曾經擁有溼潤的歷史,這裏的環境一度甚至可能適合生命存在。 每一次任務都爲我們通往外星殖民地的道路鋪就了一塊基石。 當我們踏上外星世界的那一刻,就已永遠改變了它。 46億年前,我們的太陽系還只是一片由遠古恆星形成的巨型氣體雲與細微塵埃。 但在引力的作用下,這片星雲開始坍縮,旋轉得越來越快,最終扁平化爲一個圓盤。 太陽系之所以幾乎都是扁平的圓盤狀,是因爲天體在空間中旋轉時,往往會逐漸變得扁平。 一團緻密的氣體球在中心聚集,在它的核心,在高溫與高壓之下,氫元素開始發生一種蛻變和聚變,釋放出巨大的能量爆發,這種能量一直持續至今。 太陽誕生了。 在這個嶄新的太陽系裏,微小的塵埃顆粒開始相互凝聚。 在億億多年的時間裏,有少數天體逐漸變得足夠巨大,自身的引力將它們擠壓成了球形。 事實上,行星只是太陽形成過程中的剩餘物質,隨着時間推移,它們從太陽周圍的圓盤中不斷累積越來越多的物質。 恆星的輻射將氫,害這類較輕的氣體從太陽系內側吹散出去,並無法形成,最終形成了四顆岩石行星,水星,金星,地球和火星。 我們所說的類地行星,指的就是太陽系內側的這些巖質天體。 儘管它們最初的演化過程都十分相似,但每顆行星最終都走向了獨一無二的命運。 深入瞭解這些類地行星,你就能更深刻地認識我們自身的歷史,而從根本上來說,太空探索就是爲了認識我們自己。 地球天空中最亮的行星,金星,是我們在太陽系中最近的鄰居,兩者最近距離可達3800萬公里。 這顆行星塑造了我們對自身在宇宙中位置的認知。 在17世紀,伽利略伽利來觀測到了金星的相位變化,這一發現證實了哥白尼的觀點,行星是圍繞太陽運轉,而非圍繞地球。 數個世紀以來,人類對太陽系的認知不斷拓展,但金星濃密不透明的雲層引發了人們的猜想,雲層之下或許存在着適宜居住的沼澤,甚至是海洋。 隨着首個造訪,另一顆行星的無人探測器研製成功,答案似乎近在咫尺,但任何膽敢衝破地球保護屏障的探測器都必須承受星際空間中的重重威脅。 太空中的探測器會面臨遠超地球所見的極端環境,我們十分幸運,地球的大氣層爲我們阻擋了極端溫度和來自太陽的輻射。 離太陽越近,受到的輻射就越強,當太陽一樣般爆發,也就是太陽出現一點小波動時,會產生極其強烈的帶電粒子流,足以摧毀航天器的電子設備。 爲太空環境設計探測器,需要仔細考慮星星輻射,熱量,壓力以及溫度變化,因爲在任務週期內,探測器很容易經歷劇烈的溫度波動。 20世紀60年代初,美國國家航空航天局納瑟開始研發用於探索太陽系的航天器。 水手計劃包含在十年間發射的十枚探測器,目的地爲內地行星。 水手一號在發射僅五分鐘後便宣告失敗,人們將希望寄託於他的繼任者,我們首臺奔赴金星的使者。 1962年8月27日,第二枚水手號探測器從卡納維拉爾角發射升空。 然而,駕駛航天器飛向太陽系中心還面臨着一項特殊的挑戰。 想要抵達太陽系內側行星其實非常困難,探測器會獲得巨大的動能,必須設法給它減速,否則就會直接飛略而過。 所以,一艘離開地球表面的航天器,相對於太陽而言,它擁有極高的速度,必須把這個速度降下來,才能抵達金星。 離開地球四個月後,水手二號飛略金星,成爲人類首個成功完成星際航行的探測器。 水手二號是首個成功飛略太陽系其他天體的探測器,它首次完成了飛越金星的旅程,觀測這顆被雲層包裹的星球,並探測其大氣層中的氣體成分。 水手二號發現,金星被一層厚重,壓力極大的大氣包裹,這層大氣幾乎完全由令人窒息的二氧化碳構成。 金星是一片荒蕪之地,我們根本無法在那裏生存。 硫酸雨伴隨着近乎颶風級的狂風從天而降,但由於溫度極高,這些酸雨根本無法降落到金星表面。 儘管金星與地球大小相近,我們找到的卻並非地球的孿生兄弟,而是失控溫室效應的極端案例,吸熱氣體不斷積聚,最終徹底失控。 雲層鎖住熱量,火山噴發產生的二氧化碳濃度不斷升高,而這些熱量反過來又會加劇蒸發,形成更多雲層。 如今,它被嚴密包裹,在極端高溫下如同沸騰一般。 金星厚重大氣層的積聚不僅影響了它的溫度和氣壓。 水手二號證實,金星的自轉方向與其他行星相反,但事情或許並非一直如此。 我們認爲,在金星形成後的最初幾十億年裏,它的自轉方式與其他行星相似,但在過去的幾十億年間,金星的自轉逐漸減慢,幾乎停止,最終開始逆向自轉。 金星較厚的大氣層可能是罪魁禍首,太陽的引力作用可能施加了足夠大的拉力,從而導致了金星的逆向自轉。 我們只知道,金星的歷史上發生過某些非常詭異的事件,它擁有極其奇特的大氣層,而這兩者之間或許存在關聯。 緊隨水手二號的探索步伐,蘇聯啓動了金星號Linera探測計劃,其目標不僅僅是飛掠金星,而是登陸它的表面。 在冷戰期間,美國致力於登月探索,而蘇聯則不斷向金星發射探測器,你甚至可以說,金星纔是真正的紅色星球。 早期的探測器還沒抵達金星表面,就被巨大的氣壓壓碎了。 隨着首個任務開始靠近並獲取數據,人們逐漸清楚,金星擁有極端惡劣,極具挑戰性的環境。 下一個探測器的降落傘失靈了,但它完好無損地抵達了金星表面。 金星七號Linera-7實現了人類首次從另一顆行星表面傳回信號,探測器在高溫與高壓下堅持了23分鐘,最終還是損毀了。 事實上,星星由蘇聯開展的金星號計劃星星,在太陽系科學探索領域是一項星星極爲成功的任務。 該探測器測的金星表面溫度達475攝氏度,科學家據此推算,其大氣壓是地球海平面的91倍。 五年後的1975年,金星九號傳回了人類歷史上第一張來自另一顆行星表面的照片。 這張黑白照片展現出的是一片相當普通的岩石地表。 在這樣一顆星球上着陸探測器,看似幾乎是不可能完成的任務,但蘇聯人做到了,並且傳回了這顆星球的首批照片。 這次任務成功後,我們就可以根據已知的金星表面環境設計未來能適應這些極端條件的探測任務。 蘇聯將金星號計劃一直延續到了20世紀80年代,傳回了更多的圖像與探測數據。 即便如今,那些圖像仍在幫助我們構建對這顆行星的認知,儘管我們看到的只是一小片區域。 美國宇航局的下一項任務並沒有只聚焦於金星的一小塊區域,而是試圖繪製幾乎整個金星表面的地圖。 1989年5月4日,邁哲倫號成爲首個由航天飛機發射的深空探測器。 從航天飛機而非傳統火箭發射邁哲倫號這類探測器的優勢在於,能對其發射過程擁有更強的操控性。 有人員在操作航天飛機,他們能夠在將探測器釋放進入太空之前,對儀器進行安全檢查。 這樣就能非常高效地將探測器發射出去,探測器本身不需要執行任何複雜的推進機動,也無需進行其他額外操作。 離開地球4個月後,邁哲倫號開始傳回金星地形的雷達圖像。 邁哲倫號探測器能夠利用雷達穿透那層厚厚的雲層,觀測這片安全陌生的地表。 這是一個被火山和熔岩流區域覆蓋的世界。 金星地圖很快就表明,這顆行星依然活躍,地表至今仍在發生各種地質過程。 地表在變化,地貌在形成。 儘管部分區域顯示出地質變化與新生跡象,但金星的地殼比地球地殼要古老數億年。 我們這個臨近的外星世界,無法像地球一樣通過板塊運動來循環再生岩石。 邁哲倫號揭示了一種可能性,在金星早期歷史的二十億年間,它或許曾經和地球一樣,擁有液態水海洋以及適宜生命生存的地表溫度。 我們認爲金星最初的大氣與地球相似,但隨着時間推移,由於太陽輻射,水分被蒸發殆盡。 因爲金星比地球更靠近太陽,所以接收到的太陽光也更多。 隨着太陽不斷演化,其光度會逐漸增強,照射到地球上的光線也會越來越強烈。 再加上人類向大氣中排放的溫室氣體,我們的星球終有一天可能會遭遇同樣的命運。 我們的地球也有可能走上同樣的道路,這真的讓我們意識到我們的環境是多麼珍貴。 金星的起源仍是一個我們想要解開的謎團,哪怕僅僅是爲了在未來有可能拯救我們自己。 它確實是地球的邪惡雙胞胎,而這一切正是因爲這些無人探測任務才得以揭示。 歐洲空間局的金星快車號於2006年開始環繞這顆行星運行。 該探測器最令人意外的發現之一,是在金星高層大氣中存在一個異常寒冷的區域,而氧化碳在那裏可以凝結成雪。 溫度降至零下175攝氏度,這樣的大氣層令天體生物學家們十分感興趣。 金星的大氣層中或許存在着某種形式的生命,只不過它們和我們在地球上所認知的生命完全不同。 作爲一個充滿極端環境的星球,無數的奧祕依然等待探索。 我想金星還會把它的奧祕再珍藏一段時間,只因它將一切都隱藏得太過完美。 水星以羅馬神話中掌管信使,旅行者與盜賊的神奇命名,它是太陽系中最小的行星。 水星與地球的平均距離爲7700萬公里,是太陽系最內側的行星。 水星是一顆很小的行星,而且離太陽非常近,太陽會持續噴射出一股高溫帶電粒子流,這被稱爲太陽風。 而正是太陽風,在很久以前就剝離了水星的大氣層,而它實際上正通過行星表面岩石內部的氣體,形成一層稀薄的氦氣大氣層。 水星是一顆溫差極端的星球,白天溫度超過400攝氏度,夜晚則降至零下200攝氏度。 瞭解這個微小的世界,是解開內地行星之謎至關重要的一環。 這個星球本身密度極高,和地球一樣,水星的內部也分爲不同圈層,但水星的核心佔了行星質量的絕大部分。 水星佔85%,而地球僅爲55%。 如果你想象一下地球、金星或火星的地表之下是什麼,如果把大氣層和表面物質都剝離掉? 這或許就是一顆行星最核心的模樣,它爲我們提供了一個切入點,讓我們有辦法回溯到太陽系最初的歲月,這也是我們對它如此着迷的原因。 水手10號於1973年11月3日發射,它是該探測計劃的最後一艘探測器,也是人類首個飛往水星的探測器。 想要深入水星所在的太陽引力深景,所消耗的能量比前往另一側的液態水行星還要高啊。 要完成這樣的任務,我們必須在航天動力學領域開創出全新的理論與方法。 爲了抵達水星,水手10號成爲了首個採用行星引力彈弓機動的星際探測器。 它首先飛掠金星,藉助這顆行星的引力縮小了繞太陽運行的軌道,將飛行軌跡轉向目標水星。 你必須在精準的時機點燃火箭引擎,必須恰到好處地調整軌道,必須進行航向修正,否則就會直接錯過目標。 接近水星時,水手10號開始發回這顆佈滿巨型撞擊坑星球的照片,爲我們揭示了更多關於太陽系行程的線索。 我們認爲這些巨大的撞擊坑正是早期猛烈撞擊的證據。 在太陽系行程後的一段時間裏,曾有大量巨型小行星和彗星持續撞擊各大行星。 水手10號是首個重返探測目標的探測器,它還兩次與水星交匯。 這確實幫助我們更多地瞭解了引力彈弓機動。 而這一技術對於我們如今在整個太陽系中執行的所有任務都至關重要,因此水手10號是我們如今所有探測任務的基石。 在三次飛掠探測中,水手10號傳回了超過2700張水星照片,揭示了這顆行星近一半的表面面貌。 自1975年3月起,這艘探測器便一直靜靜地沉睡在環繞太陽的軌道上。 對這顆最內測行星的下一次探測任務,需要耗費數十年的準備時間。 經過歷時六年,長達790億公里的旅程,信10號於2011年進入水星軌道。 信10號是人類首次機會將探測器送入水星長期軌道,從而真正對其表面進行全面測繪。 這艘探測器必須先繞太陽飛行15圈,才能獲得恰好的速度與位置,最終被水星的引力捕獲。 我們獲得了這顆星球完整的全球視圖,尤其是水星的極地地區,那裏的撞擊坑已經處於陰影之中長達數十億年。 我們看到了各種各樣的火山活動證據,這些平原的構造形變,還有幽靈隕石坑,也就是早期形成的撞擊坑,後來被岩漿覆蓋。 這顆行星表面令人震撼的影像,證實了水星其實正在緩慢收縮的理論。 我們這裏所說的,是行星氧化萬器的一種現象。 在海洋系統,其屬性溫度極高,而大部分熱量至今仍殘留在行星內部。 隨着水星內部逐漸冷卻,散掉其形成初期產生的熱量,它的表面會向內收縮,導致整個行星不斷變小。 隨着地殼下方的地層收縮,水星表面傷痕累累,我們能看到那些裂縫與斷層線。 這是一個奇異的世界,一個非常值得我們關注的世界。 信使號的任務於2015年戲劇性地落幕。 我們希望以最具科學價值的方式來結束這項任務。 當信使號探測器燃料耗盡時,它被執行了最後一項實驗。 這項實驗本質上就是讓它在水星表面自我焚燬。 雖然我們可以從軌道上引咎水星,也能對其表面密度做出一些合理推測, 但最直接有效的方法就是讓探測器撞擊水星表面。 在逼近水星表面的過程中,信使號得以收集有關地殼磁場異常, 以及隱藏在水星極地永久陰影隕石坑內冰層的相關數據。 水星將不會再孤單太久。 2018年發射的歐日聯合探測任務貝皮科倫坡號, 正沿着螺旋軌道飛向這顆最內側的行星。 這些任務在設計上都僅可能拓寬探測能力, 因爲對於像水星和金星這樣依然未知的星球, 我們根本還不知道該提出哪些正確的問題, 而這正是太空探索的樂趣所在。 火星,這顆僅有地球一半大小的星球, 在夜空中只是一抹紅色的光點。 作爲內地行星中最外側的一顆, 火星的軌道位於地球軌道7800萬公里之外。 隨着19世紀望遠鏡技術的進步, 天文學家們開始記錄火星表面那些令人驚歎的奇特地貌。 意大利天文學家喬瓦尼斯基帕雷利的手繪草圖, 曾暗示火星上存在外星文明建造的痕跡。 19世紀末,斯基帕雷利對火星進行觀測, 並繪製了火星地圖。 他將觀測到的一些地貌標記爲Canoli, 在意大利語裏,這個詞的意思是水稻,溝渠。 這在當時引發了巨大的轟動, 人們以爲我們或許真的有鄰居, 說不定我們登上火星就能遇到可以交流的外星生命。 20世紀60年代,前往這顆紅色星球的探測器, 開始致力於分清事實與科幻。 水手號計劃的第四枚探測器, 成爲了人類首個造訪火星的使者。 在短短數小時內, 水手四號拍攝了21張完整照片, 以及第22張的部分畫面。 但每一張照片都要花上將近9個小時才能傳回地球。 爲了這一點點數據, 他們不得不等待如此漫長的時間。 他們等得實在太久, 最後乾脆直接用彩色粉筆手動給照片上色, 因爲要是等電腦完整處理完數據, 還要花更久, 他們已經等不及了。 這些照片並沒有展現出一個不滿外星運河的事蹟。 當水手四號傳回火星飛躍照片時, 它展現出的是一片荒涼死寂的地貌。 我想,在當時, 這或許讓整個天文界都感到有些失望。 我們曾想當然地以爲, 地球上看到的種種地貌變化, 在其他星球上也同樣存在, 卻未曾意識到水,尤其是生命, 究竟有多麼獨一無二。 然而,水手四號的照片, 只是短暫飛躍時抓拍到的畫面, 一場更長時間的火星之旅, 或許能揭開更多真相。 水手號計劃中的倒數第二個任務, 將證實火星是否真的無法居住。 水手九號探測器於1971年5月發射升空。 水手九號成爲了首個 環繞另一顆行星運行的人造探測器。 探測器上的儀器, 開始爲我們揭開如今我們所熟知的火星面貌。 這是一個無比特別的世界, 一分爲二,北半球幾乎一碼平川, 而南半球則是佈滿隕石坑, 傷痕累累的高原地區, 而在兩者之間, 存在着這樣一處奇異的異常地貌。 這就是我們所說的 塔爾西斯高原Tharsis Rise, 在火星早期歷史中, 這片區域曾發生過規模極其宏大的火山活動。 火星擁有全太陽系最高的山峯, 奧林匹斯山,一座巨型火山。 火星有沙塵暴, 在它稀薄的大氣層中還有天氣變化, 所以它其實是一個非常活躍的星球。 這裏有石化的河牀, 只有在海洋與湖泊中才能形成的礦藏, 還有種種痕跡證明 火星曾經存在過全球性的海洋。 火星向我們展現出的真實面貌是, 它的過去至少曾是一個水資源豐富的世界。 水手9號首次爲我們提供了火星上 曾經有水流動的關鍵線索, 人類對火星的首次近距離探測, 將由兩艘一模一樣的探測器完成, 它們就是海盜號,海盜一號, 海盜二號着陸器。 在當時的技術條件下, 它們的設計目標是 儘可能多地探測火星表面。 海盜一號和二號分別在火星兩端着陸。 海盜號任務傳回的第一張照片, 其實是着陸器自己的着陸角。 這張首張照片格外有意思, 因爲它同時也爲我們提供了 火星表面狀況的科學信息。 除了拍攝照片和探測地表數據外, 海盜號着陸器還開展了三項實驗, 專門用於尋找生命跡象。 海盜號探測器當時在尋找相關證據, 比如火星上是否存在產甲烷微生物, 一類會釋放甲烷的微生物。 火星上是否存在火星人? 在哪顆星球的地表之下是否藏着某種生命? 科學家得出結論, 火星土壤的成分再加上太陽紫外線的輻射, 限制了地表生命的形成。 但海盜號的發現並未排除火星在遠古時期 曾孕育過生命的可能性。 20世紀70年代的海盜號任務 還只是在兩個不同地點着陸的簡易探測器, 但如果想要真正探索火星, 就必須擁有移動能力。 1997年,旅居者號火星車 隨火星探路者號一同登陸。 這是我們的第一臺小型火星車。 它證明了我們可以在火星表面操控小型自動探測器, 但它還是無法走得更遠。 於是科學家決定打造兩款着陸器 與火星車一體化的探測器。 火星探測漫遊者號 是一對太陽能驅動的雙胞胎機器人。 他們的任務目標是 尋找遠古火星曾經存在液態水的關鍵證據。 這對火星車搭載了一套完整的微型實驗室, 專門用來分析它們採集到的樣本, 測量其中的礦物成分與其他特性。 這是一次顛覆性的突破, 我們終於擁有了這樣的能力, 讓一臺自動化的人類使者 在火星表面自由馳騁,探索未知。 勇氣號降落在一座隕石坑中, 而這裏清晰地留下了曾經被水淹沒的痕跡。 但在火星隨後的漫長歲月裏, 這片區域被一層岩漿徹底覆蓋。 所以勇氣號必須踏上更漫長的征程, 跋涉數公里,抵達一片山區。 而就在他們駛出熔岩區的那一刻, 立刻發現了被稱作黃金寶藏的重大線索。 這便是數十億年前 這片土地曾存在液態水的鐵證。 勇氣號發現了富含鐵和銘的岩石, 而這類岩石只有在火星溫暖溼潤的時期 纔可能形成。 而勇氣號的雙胞胎兄弟, 機遇號則在火星的另一端成功着陸。 機遇號降落在一個小型隕石坑裏, 堪稱易感靜動的完美着陸。 而就在火星車眼前, 正是沉積層狀岩石的直接證據, 這種岩層只有在長期存在液態水的環境下 才能形成。 一塊塊拼圖終於拼接完整, 我們最終確認這裏的岩石 曾經完全浸泡在液態水中。 勇氣號一路披荊斬棘, 才艱難揭開火星的水歷史。 而對機遇號來說, 答案早已直接撲在了它的面前。 原定計劃只有90天的任務, 勇氣號竟然超期服役了整整6年。 而機遇號的探索之旅, 在此之後又延續了9年。 足跡遍佈紅色星球, 整整行走了45公里, 成爲迄今爲止 在外星地表行駛距離最遠的火星車。 機遇號讓我們真正成爲了火星人。 有這樣一支團隊, 日復一日堅守崗位, 操控着火星車探索遠方。 如今,火星的表面 已然成爲了我們熟悉的家園鄰里。 火星既殘酷又溫柔, 科學家曾以爲 覆蓋在太陽能板上的塵埃 終將遮擋陽光, 爲任務畫上句點。 但火星上的塵捲風 卻將塵埃一掃而空, 讓太陽能板重獲捷徑, 讓火星車得以繼續前行, 展開更多科學探索。 然而在2018年, 一場席捲整個火星的 全球性沙塵暴, 最終定格了機遇號的命運。 這場沙塵暴令人無比惋惜, 它規模極其浩大, 籠罩了整個火星, 並且持續了太久太久, 最終讓機遇號 徹底失去了能源。 那一刻令人心碎, 即便其他所有儀器 依然運轉正常, 但如果失去了能源, 一切也都回天乏術, 難有作爲。 機遇號最後的訊息 來自它的工程探測儀器, 它彷彿在說 我的電量即將耗盡, 周圍越來越暗, 在這顆紅色星球上 服役15年的漫長旅程 終於走到了終點。 即便失去了這些火星車, 人類依然緊緊注視着 這顆紅色星球。 於是,NASA打造了 火星勘測軌道飛行器, 簡稱MRO, 作爲下一代的深空天眼, 它能捕捉到火星表面 小至一米的細微特徵。 它搭載了一套 全新的通信系統, 這套系統能夠爲其他火星任務 提供關鍵的導航支持。 自2006年3月 抵達火星以來, MRO已環繞 這顆星球超過6萬圈, 它傳回的數據總量 甚至超過了以往所有 火星任務的總和。 憑藉其強大的成像能力, MRO的相機不僅 完成了火星99%地表的測繪, 更以前所未有的細節 向我們證明 這顆紅色星球 從未沉寂, 始終在悄然改變。 我們對地球的深入瞭解 源於衛星能監測 其整體狀態與時間變化, 而MRO正在爲火星 做着同樣的事, 持續丈量這個星球的全局變遷。 MRO攜帶 高分辨率相機 環繞火星, 解鎖了這顆星球的多樣地質全貌。 甚至在某些方面, 它繪製的火星地圖 比地球現有地圖 還要出色。 MRO確定了未來探測器 與火星車的候選着陸點, 持續尋找火星上的水。 雖然已有 非常明確的證據表明, 火星表面 曾經存在過水, 但我們此前從未真正有機會 登陸火星, 用航天器上的儀器去挖掘, 去探測這些水。 鳳凰號任務的着陸點 選在了這顆 紅色星球的北極地區, 它還隨身搭載了 一臺挖掘設備。 而在地表下 僅6釐米的深處, 它發現了這種亮白色的物質。 到現在爲止, 這些火星車已經對 火星上古代水的歷史 進行了近5年的探測研究。 鳳凰號是 首個真正接觸到 火星水的探測任務, 我們第一次品嚐到了 來自火星的水。 水是人類生命的基礎, 瞭解火星上的水在哪裏, 有多少, 以及如何獲取它, 對於未來任何潛在的探測任務 都至關重要。 雖然水是我們所知 生命的必要組成部分, 我們的火星探測機器人 已探測到一種通常由 產生的化學物質 甲烷。 我們發射到那裏的探測器, 至今尚未發現明確的生命證據, 但已經出現過幾次 險些發現的情況, 已有一些信號表明 那裏可能存在 複雜的有機化合物。 我們在火星上發現了 極具誘惑力的甲烷跡象, 之所以說這很重要, 是因爲至少在地球上, 甲烷是由生命活動 產生的,我們稱之爲 生物標誌物。 這完全有可能源自地質活動, 但我們或許已經找到了 地球之外生命存在的 最初線索。 對生命的探索, 以及火星仍藏着的其他奧祕, 都將在未來的探測任務中 繼續追尋。 水去了哪裏? 它曾孕育生命嗎? 它如今還能維持生命嗎? 火星就在我們家門口, 卻承載着我們對宇宙 所有這些重大疑問 是絕佳的研究樣本。 也正因爲它近在咫尺, 我們才能不斷深入探索。 而隨着探索的深入, 就像科學中所有美好的進展一樣, 更多的問題也隨之湧現。 我們繼續探索火星的過去, 希望能揭開它 從一個原始的水世界 演變至今的奧祕。 我們的太陽 也承擔着一部分責任。 爲了理解內地行星 內行星的運行機制, 我們需要解開 驅動整個太陽系 運轉的奧祕。 我們需要研究太陽。 太陽創造了太陽系中 所有的熱量與光, 正是這些能量 讓地球上的一切生命得以存在。 它也在其他 內地行星上造就了 極爲極端的環境。 它剝離了水星的大氣層, 使生命無法存在。 它讓金星上 所有水分蒸發, 引發失控的溫室效應, 從而扼殺了生命。 我們的太陽會形成 自身的太陽活動, 不斷釋放出物質與光, 在一定程度上影響着 每一顆圍繞它運行的天體。 每隔一段時間, 太陽表面就會爆發 將帶電粒子 以高達300萬米每秒的速度 噴射出去。 有時這些噴射物會與地球相撞。 當你看到那些 美麗的極光, 北極光或南極光時, 它們正是由太陽風暴引發的 來自太陽的物質撞擊地球磁場, 並在周圍攪動。 這些景象確實非常絢麗, 但它也會造成無線電干擾, 給地球帶來各種問題。 這種激增會引發的磁暴, 導致部分大氣層升溫, 並對衛星產生脫拽阻力。 它會干擾導航系統, 並在電網中 引發有害的電流。 所以, 如果我們想要預報 這種太陽天氣, 就必須瞭解它的起源, 而且必須近距離, 深入地去研究它。 幾十年來, 各類太空探測任務 一直專注於觀測太陽, 但直到最近, 它們始終都與之保持着距離。 帕克太陽探測器 於2018年發射, 將抵達距離太陽光球層, 也就是我們所說的太陽表面 6200萬公里以內的區域。 帕克太陽探測器這項任務 極具雄心, 因爲它將如此近距離地接近太陽, 可想而知, 那裏溫度極高, 同時還會遭受來自太陽風的大量輻射。 在地球磁場之外, 大部分太陽風都會被磁場引開, 而帕克太陽探測器的儀器 將擁有自身的防護盾。 兩塊碳板 包裹着一層碳泡沫核心, 一面的溫度將高達1400攝氏度, 但在防護罩的另一側, 探測器的主體部分將保持在 舒適的30攝氏度。 這艘探測器能夠在這段旅程中 存活下來, 讓儀器正常工作, 並應對來自太陽正面的 巨大熱能輸入, 這一切都相當驚人。 太陽的溫度 正是我們試圖解開的 奇特謎題之一。 這裏有一個巨大的謎團, 你靠近太陽, 它的表面溫度 也6000攝氏度, 可離開表面往外走, 溫度並沒有像你預想的那樣下降, 反而急劇升高, 飆升到200萬攝氏度。 太陽究竟是 如何做到這一點的? 我們有很多理論, 但帕克太陽探測器 將幫助我們驗證這些理論。 對我們來說, 更深入的瞭解 並監測太陽活動至關重要, 如果能建立相關模型, 那就再好不過了。 太陽是我們太陽系的 動力引擎, 帕克太陽探測器將幫助我們 更深入的瞭解 這個引擎究竟是 如何運轉的, 我們將第一次真正掀開它的 引擎蓋一探究竟。 人類長久以來都渴望成爲 星際航行的物種, 而內地行星或許終有一天 會爲我們打開通往 宇宙的大門。 火星是離我們最近 且觸手可及的目標, 但挑戰依然衆多。 雖然飛往月球 只需幾天時間, 但前往火星完全是另一回事。 單程前往火星 大約需要半年時間, 但一項將人類 送回地球的任務 將持續兩年時間。 首先最大的難關 就是如何把人送上火星, 更不用說還要讓他們 登陸火星表面了。 這些技術挑戰無疑是巨大的, 這一點毋庸置疑, 但我們在克服 這類困難方面 有着相當輝煌的歷史, 最大的挑戰將會是 人類自身面臨的挑戰。 抵達火星時, 宇航員能保持心理健康, 身體健康, 這將是一個重要的里程碑。 通信延遲會非常大, 獲得醫療救助的延遲 也會非常大, 因此這些殖民地 必須高度自給自足。 原始探索需要以舊位的, 規劃完善的基礎設施。 我們需要考慮 任務的自我維持 以及就地資源利用, 比如從行星上 獲取燃料,水, 並利用這些資源 製造我們生存所需的物資。 如果我們要在火星上生活, 實際上就必須住在地下, 因爲除了大規模的風暴 和極度低溫之外, 火星沒有臭氧層, 太陽射線會直接照射下來, 這會導致人類 患上癌症 以及其他嚴重疾病。 這裏有各種與輻射相關的危險, 此外, 火星的大氣壓僅爲地球的 1%左右溫度極地, 對人類來說, 這裏絕非宜居之地。 在火星留下第一個腳印, 需要我們最聰慧的頭腦 全力以赴。 想要實現這些目標, 還需要許多了不起的創新, 就像探閱任務中 研發的技術、設備與經驗 最終都能轉化 回饋到地球, 實實在在的造福我們每一個人。 勇於創新 總能讓我們收穫滿滿, 直面這些巨大的挑戰, 從不退縮, 這就是我們的選擇。 在踏足地球以外的世界之前, 我們必須回答一個根本問題, 這些星球 本就是爲我們而來的嗎? 我認爲, 這是一場極其精彩的哲學探討。 或許在未來的某一天, 我們能夠直面火星, 但真正的問題在於 我們應不應該 又該以怎樣恰當 負責的方式去實現它。 我相信, 人類有探索的使命, 而這份使命也伴隨着 守護我們所踏足之地的責任。 據我們目前所知, 火星上 也許真的存在生命, 在我們能百分之百 確定火星完全沒有生命之前, 我們必須 謹慎對待這顆星球, 而不是僅僅把它 看作人類可以佔領 開發的地方。 我們應當步履輕盈, 一旦踏足外星世界的那一刻, 我們就已永遠改變了它。 揭開內地行星的祕密, 人類才能更深刻地 認識我們自己的家園。 我們觀察火星, 觀察金星, 這些地球的鄰居在很多方面 都與不同時期的地球極爲相似, 這將爲我們揭示 自身的歷史以及人類未來的去向, 提供關鍵線索。 儘管過去一個世紀的探索 已爲我們揭開無數奧祕, 但我們仍必須不斷 突破邊界,繼續前行。 探索 是刻在人類骨子裏的天性, 從出生那一刻 到生命盡頭, 我們從未停止探索, 沒有探索, 人類文明便無法前行。 問題不在於 我們是否會奔赴這些星球, 而在於何時啓程。 探索,理解,求知, 並從中獲得鼓舞, 這是我們的天性。