人类为什么不敢把火星土壤带回地球?到底是在怕什么?

女巫在城堡抓虾


“人类为什么不敢把火星土壤带回地球?到底是在怕什么?”恰恰相反,科学家非常希望把火星土壤样本带回地球,但我认为这种做会使火星探测成本与风险变大,现在来看直接在火星开展土壤样本检测较为合理。

探测火星充满了风险

从1964年美国“水手四号”火星探测器抵达火星开始,全世界至今已进行过五十多次火星探测任务,但成功率却只有一半左右。 我们可以从发射窗口这个角度来说一下把火星土壤带回地球的困难性。

我们知道地球与火星都在围绕太阳运转,只有当太阳、地球、火星在一条直线上且地球与火星在太阳同一侧时,地球与火星的距离才是最近的,这个窗口期大约每26个月出现一次,虽然地球与火星处于一条直线时它们的距离最短,但是此时发生火箭却并非最为经济,因为地球与火星一直处于相对运动状态。

简单科普一下霍曼轨道,奥地利物理学家W.霍曼在1925年提出过一条地球到火星最为经济的轨道,被称为霍曼轨道,这个轨道是外切于地球公转轨道同时内切于火星公转轨道的椭圆轨道,按照这个轨道飞行,火星探测器可以最大程度的借力于太阳引力。

虽然如此,但是火星探测器的发射窗口期是不会改变的,我们在窗口期发射火星探测器,通过250天左右的时间才可以抵达火星,当采样完成后还需要等待合适的返回窗口期,在这期间探测器要饱受火星环境的肆虐,目前来看火星探测器的设计寿命往往在一百天左右,比如机遇号的设计寿命为90天,虽然它实际工作了十四年左右,但是超过设计寿命的时间段它的可靠性就无法保证了。总体来说,单程的火星之旅已经充满风险,再来一个返程之旅就更为凶险了。

把实验室般到火星

我们取火星土壤无非是为了科学研究,那我们直接把科研设备安装到火星探测器上,就地取材进行探测岂不更好?其实科学家也是这样想的,我们来看一下NASA即将展开的全新火星探测之旅——火星2020计划。

火星2020计划是NASA火星探测计划的一部分,在该计划中,新一代火星探测器将搭乘“阿特拉斯”中型运载火箭于2020年7月或者8月择机发射,并于2021年2月18日登陆火星,新一代的火星车可以看做是上一代火星车“好奇号”的升级版,在探测设备上新一代火星车将有很多升级,主要包括:

1、用于测量火星温度、气压、风速与风向的火星环境动态分析仪;
2、用于从火星二氧化碳中产生氧气的MOXIE(火星氧气实验);
3、用于准确分析火星岩石元素构成的X射线荧光光谱仪;
4、用于了解火星岩石成分以及检测有机物的有机分子扫描仪;
5、可以穿透火星地表500米,提供厘米级别分辨率的地质结构的地表穿透雷达;
6、可以拍摄不同波长下的图片,以及对远处物质进行分析,同时还有先进的变焦系统, 用于测绘地图,构建地表模型的多谱成像仪。

总体看来,新一代的火星车完全就是一个小型实验室,完全可以对火星土壤进行相关的探测研究。

虽然火星探测器对于火星土壤探测有很强的能力,但是科学家肯定还是希望亲自研究火星样本的,所以在火星2020计划中新一代的火星车将安装一种特殊的钻头,它可以将钻取的岩石或者土壤样本进行留样保存,以便今后的探测任务将这些样本带回地球。(下图,好奇号在火星岩石上的钻孔)

总结

综上所述,火星探索是充满风险的,依靠现在的科技水平,火星取样返回风险性更大,但这并不代表科学家不敢把火星土壤带回地球,恰恰相反的是,科学家很希望把火星土壤样本带回地球,并且在最新的火星探测任务中将试验相关的技术。


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漫步的小豆子


谁都想把火星土壤带回地球,不是不敢,是没有那个技术。因为现在不仅火星的土壤带不回地球,就连去探测的火星车探测器,还有火星轨道卫星都回不来。现在阶段来说,这些卫星和探测器都是单程的,没有返程票。所以一些火星探测器本身就带了土壤分析仪器,这也来到了第二个问题,到底怕不怕火星土壤。


其实在2012年好奇号火星探测器的土壤分析仪器就已经开始分析火星土壤了,事实证明火星土壤里面没有致命的微生物。说起这个让我想到了《异星觉醒》里面的那个看似柔弱的生物……当时美国宇航局的好奇号火星探测器分析了火星一个名为盖尔陨石坑区域的土壤。


不过令人失望的是,这里的土壤没有丝毫有机物生存的痕迹。好奇号火星探测器上的火星样品分析仪器包括SAM土壤分析套件和矿物学CheMin仪。仪器会把土壤样本放在一个分析沙尘的小烤箱中加热,加热之后就会释放出来的气体。这样可以检测土壤是否有机化合物,或者说含有碳的化学物质。结果都是没有的。



所以未来科学发展,人类可以返程了,可以毫无顾虑的把土壤带回地球,然后在仔细的分析一下。其实现实中的人类不像电影中的那样,是非常谨慎的。当年阿波罗11号三位宇航员从月球回来,隔离了半个多月才让出来……而且是在军事基地隔离的,假如有问题,这个地方是不会留着的,全部就轰炸了。


宇宙与科学


人类不敢把火星土壤带回地球,到底是在害怕什么?看完紧张了

火星是科学家们非常感兴趣的行星,主要是因为这颗行星类似于地球环境,去年火星首先在南极覆盖的液态湖中被发现,这更加加深了人们对于火星的好奇和探知欲,对于火星的好奇心,甚至有很多人推测30亿年前,火星就像今天的地球一样,也有着灿烂的文明,但由于一些突如其来的意外,火星最终成了无人居住的星球!

早在上个世纪,美国人宣布了停止探月的计划之后,并且他们在火星上发射了10个探测器,因此我们对这颗红色行星了解并不多,几乎都是来自美国宇航局的声明,并且在接下来的时期,各国的科学家以及航天工作人员们还会准备将宇航员送上火星,甚至准备在火星上建立一个基地,以便未来的人民可以前往火星,不仅仅在两个星球上来回穿梭,不必直接回来,可以直接住在火星上!

但实际上,我们对火星的理解还不够,只是因为探测器探测到的火星信息相对有限,否则半个多世纪以来它就不会被发现,如果火星拥有水资源,那么如何才能更加充分的了解这颗星球呢?要么就是让宇航员亲自前往火星将火星上的物质带回到地面上来,让科学家亲自研究,前者更难以实现,而后者其实很容易,这项工作可以让探测器完成,但事实是科学家们没有让探测器将火星的土壤带回地面,人类害怕什么?

看完之后,相信每个人都会理解!因为火星的土壤是一直在火星的环境中的,如果它突然到达地球,它就会发生变异,就像许多生物死在地球上会产生一些微生物,火星土壤也有可能发生,这种突如其来的事故,如果科学家们无法阻止这种情况首次发生,也许它会像美国电影中的生物危害一样,它会瞬间感染每个国家,会变成灾难片,这不仅是虚构的,人类可能在这场危机中灭绝!

难怪科学家们不敢这么做,阅读之后,感觉一阵凉意?整个人都不好了?


一食之间


其实主要原因还是目前技术不够,要知道火星虽然是地球的邻居,但是跟地球的距离最近的时候也有5500万公里,远的时候更是直接超过了4亿公里,想要把探测器从那么远的地方遥控回到地球,是很难的一件事。


根据中国制定的登月三步走战略,也就是绕、落、回,目前中国已经完成了前两步,也就是发射环月探测器,发射月球探测车,目前即将发射的“嫦娥五号”探测器将会降落在月球上并且取回一定的月球岩土样本进行分析。而美国如果想要采取火星上的土壤回来研究,大概也是需要走这么几步的,目前前两步已经完成了,第三步还有难度。

美国早在50年前就已经将宇航员送上月球并且取回了一定的月球岩土样本,但是在火星上取土壤样本跟在月球上完全不是同一回事,一方面火星距离地球实在是太远,一般从地球上发射火星探测器需要经过至少半年的时间才可以到达火星附近,这需要消耗大量的燃料,而一个火星探测车恐怕很难做到这一点。美国往火星发射了不少的火星探测车,比如说机遇号和好奇号,通过这些年对火星的探测,美国对于火星的研究已经很深入了。


说实话,我并不认为美国真的会利用火星探测器来取回火星土壤样本,从之前登月取月壤样本而不是利用月球车取月壤样本就可见一斑了。美国的计划应该是直接将宇航员送上火星然后再取回火星土壤样本,而美国在未来的几十年里的确有此打算。月球已经探索过了,未来就应该探索火星,不过在正式登上火星之前,美国应该会重返月球,以此练练手。

美国之所以没有去取火星土壤样本,除了技术原因之外,还有其它的考虑,随着NASA这些年对火星研究的不断深入,他们发现火星并不是一个一片死寂的星球,火星的地表之下疑似有地下水存在,而且还存在有机物,比如专家就已经发现了甲烷的存在,而有甲烷存在就意味着生命也有可能存在。所以说,火星的土壤中很有可能存在我们未知的细菌等微生物,如果贸然带回地球,不知道会不会给地球带来危害。当初美国登月宇航员返回地球之后可是被关进了消毒室进行了彻底的消毒才允许外出的,所以人类目前不去取火星土壤,应该也是有这方面的考虑。


镜像科普


带回火星的土壤不需要怕什么,因为火星表面的那层土壤没有任何微生物,也无需担心会像科幻电影中描述的那样怎么怎么样,这就是杞人忧天了,而科学家担心的反倒是怕探测器带上地球的微生物去远航,然后降落到火星上,因为我们知道一些极端微生物忍耐力是非常强悍的,这样的话,如果在火星上着陆,恰好碰到了火星浅地表之下富含水冰的地方,那以后可就分不清这到底是本土的还是我们的了。

之所以现在还无法登陆火星,一方面是技术问题,一方面是资金问题,登陆火星不是一个小数目,就拿现在唯一有实力登火的美国来说吧,他们也不会随意的把那么多钱扔过去登火,毕竟一次登火所带来的实际意义远没有他们建造武器、航母、卫星来得直接,这也正是他们国家的一些政客不愿意拨钱的原因。

说到底,登陆火星面临的第一大难题不是技术问题,而是资金问题。而随着美国的新一代运载火箭SLS即将问世,2030年前后,美国登火可能就真的实现了。

对此你们有什么看法呢?欢迎在下方留言探讨。我是科幻船坞,感谢大家的阅读与关注


科学船坞


什么也不怕,仅仅是技术问题。陨石等撞击地球的事件每天都会发生,可除了部分体积大的天体会造成“物理伤害”,再无别的世界灾难的发生。火星土壤也没多少特殊之处。

“火星土壤”会带来灾难是不必要且人类技术完全可以排除的担忧。从火星带回土壤参考美国阿波罗计划从月球带回土壤,月球表层土壤的性质和地球土壤大有不同,组成物质包含一些玻璃球或碎片、斜长石、单斜辉石、钛铁矿、橄榄石、陨硫铁、自然铁碎片,当飘散在空气中的时候,可以使人发生类似于感冒或过敏的症状,除此之外部分成分可能还有直接损伤细胞的所用,但仅此而已,如果在没有扰动的情况下,火星尘土就像水泥一样,虽然很细腻,却并不会自己爬到人的呼吸道或者消化道中,不会对人体造成多大的伤害。火星土壤也是类似,虽然现在人类还没有做到采集火星土壤样本返回地球,但是火星历史上曾遭受小行星撞击,有极少数的火星岩石被撞击撞出火星轨道,逐渐被地球吸引掉落地球,至今科学家已经找到了几块,但是并未造成灾难。

从成份上来说,火星土壤由于火星独特的环境,和地球土壤有很多不同,氧化铁等成分的含量比较多,但是火星土壤的无机成分地球上基本都有,而有机成分在地球上基本上也都可以找到,且现在还没有火星拥有生命的证据,即便是火星上有一种对人类或者地球生物威胁极大的物种,人类并不会贸然地提取火星物质,将来取得火星土壤返回地球后,也会经过严格的程序确认无生物危害后方允许人直接接触,而物理危害就算是放射性物质,一丁点的火星土壤由于物质的纯度等关系,也基本没有危害,况且人类还有完善的医疗体系,就算火星土壤含有对人类威胁极强的生物,也会被限制在一定范围内,很难造成全球的灾难。况且现代美国对火星的登陆探测已经使人类获知了火星表面某些区域的土壤特性,尚未发现生物,只是发现了一些有机物和有利于生命的物质(水/大气等)。

火星是地球的近邻,大气环境、与地球的距离等因素使它成为最适合人类探测的行星和未来最适宜宜居的星球,未来肯定有登陆火星以及带回火星土壤的事发生,届时人们将因为成功登陆火星而自豪、欣喜,不会有任何由火星土壤导致的全球灾难。除非火星轨道的变动在未来和地球轨道有交叉,那火星和地球将在某一时刻相撞,那将导致全球几乎所有生物都被撞击产生的高温所焚毁。


来看世界呀


题主可能看了《异星崛起》,被来自火星的生命凯文给吓得够呛。事实上美国宇航局(NASA)已经打定主意,要把火星样本带回地球了,并且已经着手实施该计划,这就是即将于2020年发射的火星车。听到这个消息,题主会不会瑟瑟发抖?

新的火星车将会对火星岩石和土壤取样,并保存起来,等来自地球的登陆器到来后,再移交给返回器带回地球。只是目前还没有登陆火星并返回地球的装置的信息,估计还在开发之中。

所以不是不敢,而是目前的技术能力,还没法将火星的样本带回地球。至于火星土壤会不会对我们造成威胁,《异星崛起》那种情节超大概率是不可能的。由于目前我们所知的样本还只有地球这一个,人类对生命起源的认识还知之甚少,比如生命是不是只可能是碳基的?生命的出现究竟是偶然还是必然?这两个问题关系着其它星球上生命出现的可能性。

如果生命必须是碳基且地球生命的出现是极其偶然的现象,那火星上就几乎不可能有生命,自然把火星土壤带回来就不会有任何威胁了,毕竟我们已经认识到,这个宇宙的物理规律是完全相同的,火星上的物质和地球上的并没有什么不同,只是成份比例和数量多寡而已。

而如果生命的构成不一定是碳基,诞生又很容易的话,那么火星的地下完全有可能埋藏着一些低级的生命形式,但取回土壤也基本没有任何可能对地球造成威胁,毕竟我们的技术已完全能控制并分析它们,必要的时候也能轻易将它们清除。电影里那种极端情况是不可能发生的,理由就是上面所说,这个宇宙的规律是相同的,我们已经发展为智慧生命的形式,其它星球上的低级生物不可能对我们造成威胁,你认为蚂蚁可以灭绝人类吗?所以没什么好担心的。

除了获取样本并存储起来等待运回地球,NASA新火星车的最大看点,就是要配备一架直升机,在空气稀薄的火星天空遨游。如果成功,这将是人类飞行器第一次在外星球飞行,科幻电影中的技术将越来越接近现实,到时候会带来怎样的惊喜呢?让我们拭目以待吧。


徐德文5分钟科学频道


在1969年7月20日,美国的“阿波罗”11号飞船首次登上了月球,这是人类对宇宙探索的首次成功,这也是人类对外太空探索的第一步。


我们看到的月球上都是陨石坑,而且还发现月球上没有大气,那自然就不可能有生命的存在。但是月球的土壤经常被研究人员带回来研究,研究土壤里面的元素成分。


现在人类的探测器也已经登上了火星,最令人瞩目的应该就是“好奇号”了,已经在火星表面发现了水。

看到这里,我们肯定会想为什么没有把火星上的土壤带回来研究?

有部分的原因是人类在登录月球之前其实就已经对月球上的环境进行了评估,发现月球上是不可能有生命的出现。但是在研究火星的时候发现了火星上有液态水湖,我们都知道水是生命之源,那如果要想在火星上寻找生命,水是必不可少的。


众所周知,火星是太阳系第4颗行星,也是一颗类地行星,火星的直径大约为地球的53%,其质量为地球的11%,自转周期和地球十分相近,这也是科学家认为火星适合宜居的原因,但是目前我们还没有在火星上发现生命的迹象。


还有就是火星距离地球的距离较远,这就需要长时间的旅途,那么所需要技术要求就比较高,而且其他所需的东西也是比较多的。

但是航天器在发射的过程中是不能够带太多的东西,火星上的环境也是比较复杂的,种种因素综合起来,让我们是望而止步的。


星球上的科学


1、火星在哪里,它有多大?

火星是地球唯二的两个“邻居”之一(另一个是金星),它是太阳系内距离太阳由近到远的第4颗行星,处在地球公转轨道与木星公转轨道之间,距离太阳约227940000千米。记得在以前的教材中,火星就曾被认为是太阳系内地球的一颗“孪生兄弟”(现在说的最多的是位于天鹅座距离地球1400光年外的“开普勒-452b”)。

从火星自身的相关情况来看,它的直径为6794千米,相当于地球直径的53.26%,通过计算火星的体积为1.64118E+11立方千米,只有不到地球体积1.08623E+12立方千米的约15.11%,而火星的表面积也只有144937489平方千米,约为地球表面积的28.37%,仅比地球1.49亿平方公里的陆地面积略小。

2、地球到火星有多远?

火星是距离地球较近的一颗行星,它与地球的距离在5500万公里~4亿公里之间变化,虽然金星到地球的最近距离有时候要明显比火星要短的多,但是金星表面炼狱般的环境往往令人望而却步,因此火星便成了继月球之后各国计划登陆的天体。

从1962年11月1日前苏联向火星发射人类第一颗火星探测器“火星1号”开始,截止到目前已有数个国家相继向火星发射了数十个火星探测器,我国也将于2020年7月开启火星探测计划, 同样为“绕落回”三步走方案,即通过发射火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测火星。

从先后登陆火星的各探测器来看,从地球上发射起算到登陆火星表面用时约为6~10个月,比如好奇号火星探测器于2011年11月26被发射,2012年8月6日着陆火星,用时约8个月零10天;再比如“洞察”号火星无人着陆探测器于2018年5月5日发射升空,2018年11月26日成功着陆,共用时6个月零21天。

3、火星是个怎样的星球?

火星属于类地行星之一,它同样是以硅酸盐石作为主要成分的行星,由于失去磁场的保护,导致这个星球完全被暴露在辐射下,使得大气逐渐被太阳风吹走,目前仅剩下以二氧化碳为主且非常稀薄的大气,其大气含量不足地球的1%。

由于火星表面气候干燥,沙丘、砾石遍布,属于一颗典型的沙漠行星,常有尘暴发生,而且组成火星的岩石富含铁元素,在风化作用裸露在表层的铁元素逐渐被氧化形成三氧化铁,这些红色的“物质”随着尘暴被带到火星其他地区,因此我们所看到的火星呈大致橘红色。

我们都知道,火星虽然是地球的“孪生兄弟”,但是由于火星表面环境异常恶劣,不仅气温极低,而且沙漠遍布,最主要的是没有磁场、没有足够的大气,甚至没有稳定的液态水体,因此没有任何的生命迹象,可以说即便是能带回一些火星土壤也不会像一些科幻剧里上演的一样出现外星生物入侵的现象。

综上所述,由于现阶段人类暂未攻克火星探测器返回地球的技术难题,一些火星探测器被发射之后一旦完成使命便成为了“太空垃圾”,因为无法实现探测器返回地表,因此也就不可能完成携带火星土壤返回地球的任务。而同样的道理,由于人类掌握了月球返回舱的核心技术,当登陆月球后可以通过返回舱返回地球,因此当美国成功登陆月球后,便成功将月球土壤样本顺利带回地球。

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地理那些事


不是不敢带回来,而是目前技术不成熟,带不回来。土壤是什么?就是岩石风化后跟其他动植物尸体的混合物!火星表面没有生命,自然没有植物跟动物,火星土壤就是岩石粉末。岩石的化学成分很多,它不是纯净物,硅酸盐化合物和碳酸化合物是岩石的主要成分。火星岩石可能会有一些人类未知的化合物,但不足以畏之如虎!



土壤是成土母质在一定水热条件和生物作用下,并经过一系列的物理、化学和生物化学过程形成的。母质层与环境之间发生了频繁的物质能量交换和转化形成土壤腐殖质和粘土矿物,发育了层次分明的土壤剖面,也出现了具有肥力的土壤。土母质是什么东西呢?就是岩石风化的产物!

火星在中国古代被称为荧惑,是战争,灾难的代名词,西方则将火星看为战神星。由此可见火星不是一颗良善之星,他暴虐如炼狱,狂烈如火山!现代观测得知火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体,以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。与地球相比,地质活动不活跃,地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成有密布的陨石坑、火山与峡谷,有太阳系最高的山,最深的谷。火星另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别:南方是古老、充满陨石坑的高地,北方则是较年轻的平原火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠,而且上面覆盖的干冰会随季节消长。




火星到地球的距离为0.55~4亿公里之间,以光速飞行约三分钟。目前能到火星表面做无人机考察的国家只有美国,人类目前的技术水平还很有限,想从火星带回土壤样本很困难!火星异种,天外异形都是科幻想像,火星要是真有神仙,早就和地球建立联系了。我相信火星就是一颗没有生命的行星,它恶劣的自然环境不足以产生生命跟文明!就算来了地球,我们还有复仇者联盟收拾他们!


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