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火星背景知识-梁红旗

作者:梁红旗 2021-05-06 16:46 来源:武汉编辑
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虽然天文学在整个托福阅读中的占比不是高的,但是时不时总会出现。在已考过的天文学中,有关火星的文章频率非常高。以2020年为例,天文学共29篇,和火星有关的文章共7篇。

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那么,接下来我们主要分成三部分来讨论火星:(1)火星基本特征,(2)人类探测火星的历史进程,(3)火星上有无智能生命。

1. 火星基本特征

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从TPO16-3 Planets in Our Solar System这篇文章中,我们可以知道火星是类地行星。它的直径约是地球的一半,体积是15%,质量是11%。质量小意味着这火星的表面重力比较小,火山高度比较高,奥林匹斯山不仅是火星上高的火山,而且还是太阳系高的火山。

火星又被叫做“The Red Planet”,因为它主要是被包含氧化铁的岩石和砂石所覆盖。火星大气层比较薄,主要是二氧化碳,基本上没有氧气。火星上的地质特征很多样,有极地、峡谷、台地、火山、沙尘暴和陨石坑。但是火星上缺乏板块运动,火山分布比较不规律,且主要是盾形火山。

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和地球一样,火星上也有四季之分和南北半球,只不过火星的季节长度是地球的两倍。南半球是古老、充满撞击坑的高地,直径宽于30公里的深坑超过3000个,北半球则是较年轻的低地平原。在TPO8-3的Running Water on Mars还提到了南半球和赤道附近两种不同的河道,一种是径流通道,一种是外流通道。南北极则有以干冰(固态的二氧化碳)和水冰组成的极冠。

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2. 人类探测火星的历史进程

火星是离地球比较近的行星,在40亿年前火星的气候和地球很相似,探索火星气候变化的原因对保护地球有重要意义,而且火星上还有可能存在着生命以及大量的资源。人类从1960年开始探索火星,到目前为止一共发射了51次任务。

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在人类探索火星的历程中,有成功有失败,但是从成功从火星传回的图片中,我们可以和地球进行对比,了解火星的历史,在40亿年前确实存在着流水。

1965年7月,美国“水手4号”飞近火星,从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片,这是有史以来第 一枚成功到达火星并发回数据的探测器。

1971年12月2日火星3号在成功登陆火星,成为了有史以来第 一个成功在火星表面着陆的探测器。但由于遭遇同一场火星沙暴,在火星上仅仅工作了大约20秒,甚至没能发回一张完整的照片就失去了联系。

1971年11月13日水手9号到达火星,这是有史以来第 一枚成功进入环绕火星轨道的探测器,它首 次拍摄到火星全貌。

1996年11月7日,美国的火星全球勘测者探测器发射升空,于1997年9月11日进入绕火星运行轨道。这枚探测器持续运作了10年,后在2006年11月5日失去讯号联络,成为迄今服役长的火星探测器。

1996年12月4日,美国发射火星探路者号探测器,于1997年07月04日在火星表面着陆。它携带的“索杰纳”号火星车,是人类送往火星的第 一部火星车。它仅有微波炉大小。

2001年4月7日,美国发射”2001火星奥德赛号”探测器,于2001年10月23日到达火星轨道。发现火星表面可能有丰富的冰冻水。

07年8月4日,美国成功发射凤凰号火星探测器,于2008年5月25日在火星北极成功着陆。2008年6月15日,“凤凰”号火星着陆探测器在着陆地点附近挖到的发亮物质是冰冻水,从而证实火星上的确存在水。

2011年11月26日,美国好奇号火星探测器成功发射,并于2012年8月6日成功登陆火星。其搭载的好奇号火星车是一个汽车大小的火星遥控设备,也是第 一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素。2013年9月,美国航天局“好奇”号火星车发现,火星表面土壤按重量算约2%是水分,只需将土壤稍稍加热,就可获得水,这是令人激动的结果之一。

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3. 火星上有无智能生命

火星上是否有智能生命这个话题曾经吸引了人们的眼球。望远镜发明后,人们对火星可以进行更进一步的观测。一开始由于各人各自观测,意见亦不一致,地名也未统一(例如用绘制者名字命名)。后来意大利的乔范尼·夏帕雷利(Giovanni Schiaparelli)统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图,地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源,而其余则依照旧有的观念:暗区被认为是湖(lacus)海(mare)等水体,如太阳湖(Solis Lacus——Lake of the Sun)、塞壬海(Mare Sirenum——the Sea of Sirens)、明显的暗大三角——大塞地斯(Syrtis Major);而亮区则是陆地,如亚马逊(Amazonis)。这个命名系统一直延续下来。不过意大利语canali被错误地翻译为canals而不是channels,使得当时的人们认为火星上的运河是人为开凿的。

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后来的美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)也观察到了这些河道,他认为这些河道是由火星人开凿的,还在运河相交处勾出了绿洲和灌溉系统,说是两极融化的水流到了赤道附近。他还写了三本书,Mars (1895), Mars and Its Canals (1906), Mars As the Abode of Life(1908)。然而,后来证实这些河道是光学错觉,而且由美国水手4号和水手9号传送回来的照片上看火星上并没有河道。不过罗威尔为冥王星的发现做出了预测,Pluto的前两个字母就是取自他的名字。

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1976年维京一号传回一张火星表面基多尼亚(Cydonia)地区的图像,分析人员们赫然看到了一张人的脸孔。NASA为这张照片配发的说明中是这么说的:“照片中央是一个巨大的岩体,看上去有点像人脸。这张画面很快吸引了媒体和公众的强烈关注。

这是什么?这是光影的巧合?还是一个失落的古老文明的遗存?

1998年4月份,美国宇航局的“火星全球勘测者”(MGS)对这张火星人脸进行了更多,更加详细的成像。后续,更加先进的“火星勘测轨道器”(MRO)以及欧洲的“火星快车”轨道器也参与了高清成像工作。从这些高清图像上,可以非常确定,这个所谓的“火星人脸”完全就是光影错觉导致的结果:特定的外部性状,在特定的光照条件和摄影角度下,便产生了这样一种几乎令人难以置信的巧合。

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TPO中关于火星的文章:

TPO 5-3 Running Water on Mars

TPO 16-3 Planets in Our Solar System

TPO 25-1 The surface of Mars

红Delta Water and Life on Mars

 

天文学词汇补充

universe/cosmos n. 宇宙

galaxy n. 星系

star n. 恒星  

stellar adj. 恒星的

interstellar adj. 星际的

Solar System 太阳系

planet n. 行星

satellite 卫星

moon 月亮, 卫星

meteoroid n. 流星体

comet n. 彗星

asteroid n. 小行星

Mercury 水星

Venus 金星

Earth 地球

Mars火星

Jupiter 木星

Saturn 土星

Uranus 天王星

Neptune 海王星

Pluto 冥王星

meteor n. 流星

meteorite n. 陨石  

craters n. 陨石坑, 火山口

meteoroid n. 流星体

meteor shower 流星雨

gravity n. 重力

gravitation n. 引力

orbit n. 轨道

elliptical adj. 椭圆形的

diameter n. 直径

radius n. 半径/辐射范围

velocity n. 速度

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