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


看到这个问题需要需要先了解行星保护政策。大意是指保护太阳系天体(如行星、卫星、彗星和小行星)不受地球生命污染,并保护地球不受其他太阳系天体可能返回的生命的影响,为地球的生物圈以防万一。

太阳系


这个行星保护的协定源于1967年《联合国关于各国探索和利用外层空间包括月球和其他机构活动的原则条约》,该条约规定所有缔约国“应研究外层空间问题”。包括月球和其他天体在内的空间站,并对其进行探索,以避免其受到有害污染。

行星保护是必不可少的,根据任务类型(如飞行、轨道器或着陆器)、目的地性质(如行星、月球、彗星或小行星)以及任务期间可能遇到的行星体(如火星和木卫二),对每个任务进行分类。一般来说,如果目标物体有可能提供生命或益生化学演化的线索,那么前往那里的航天器必须达到更高的清洁度,并且会施加一些操作限制。如果在飞行任务中可能遇到对生命感兴趣的非目标物体或益生化学演化,航天器也可能需要达到更高的清洁度,并且可能会施加一些操作限制。前往有可能支持地球生命的目标物体的航天器必须经过严格的清洁和消毒程序,以及更严格的操作限制。

近年来,空间研究委员会就火星、木卫二的行星保护要求以及各种小型太阳系天体的返回任务样本提出了许多建议。并把建议报告都张贴在文件页上。随着新资料的提供,空间研究委员会的建议也将定期重新评估。有了以上的行星保护政策就可以评估出是否敢把火星土壤带回地球。通过人类几十年对火星全方位的不断研究分析判断,美国宇航局和欧空局的2020火星计划,决定把火星土壤带回地球。

火星

好奇号在火星上的21个钻孔


这个将火星土壤带回地球的计划分三步走。第一步由美国航天局2020年火星探测器将飞行器送到火星,在那里它将收集火星的土壤样本,并将其装入一个特制容器中。随后,欧空局的2021年抵达火星的探测器将深入火星,寻找火星上先前生命的微弱痕迹并收集这些样本。

第二步是由另外一个漫游者和带着小型上升飞行器的着陆器组成,降落火星并收集留下的样本。一旦所有的样本都装上,它就会自动在火星上发射到轨道上。这将是第一次从火星发射火箭。

第三步由第三个从地球发射的飞行器,在火星轨道上与载有火星样本的飞行器会合并收集样本。然后飞船将返回地球或地球轨道站上。

NASA的火星2020探测器计划收集和储存火星的样本

欧空局火星探测器

携带样本的火星飞车离开火星,旁边一个漫游者在监视


如果想完成以上这些任务将非常困难,特别是最后一步,使火星土壤顺利返回地球进行研究将是最大障碍。一旦土壤样本返回地球,在被科学家分析之前这些样本将被隔离。对火星岩石和土壤的研究,需要在行星保护政策的指导下,经过严格的控制,采用特殊的技术进行分析。对于发现任何非地球生物体的迹象,除非经过有效的消毒程序处理,否则样本必须保持在容器内,以确保不会对地球的生物圈形成威胁。

火星轨道探测器


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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


不是不敢,也不是怕什么,而是目前根本没有把火星土壤带回地球的实力!

不要以为人类航天科技已经十分发达了,事实上还差得很远!截止目前,全世界也只有美国和前苏联发射过火星探测器(印度也发射过,但还是有美国的帮助),最主要的也只有美国一个国家!

而美国发射的所有探测器都是单程的,没有返程票,也就是一去不复返!所以,如果连火星探测器都无法从火星返回地球,带回火星土壤就更不可能了!

本来登陆火星就是一个难度非常大的工程,想要实现从火星返航就更难了!美国探测了火星几十年,不过载人登陆火星的时间一推再推,主要原因是载人登陆火星必须有返程票,不可能像探测器那样只有单程票也可以!

那么如果有一天人类具有往返火星的科技实力,人类敢带火星的土壤回地球吗?

没啥不敢的,也不用怕什么!美国已经做过类似的事情!阿波罗登月计划中,美国航天局就曾把月球的土壤带回地球研究,不过是在隔离了半个月才允许放出来,并不会出现电影《异星觉醒》里的故事情节!

美国好奇号火星探测器曾经分析过火星土壤结构,并没有发现任何生命迹象!事实上,人们并不太担心外星球土壤带到地球破坏地球的生态系统,反而更反应地球上的微生物带到其他星球可能会带来无法控制的后果!


宇宙探索


科学家不是不敢把火星土壤带回地球,而是有心无力,目前地球上发射到火星的飞行器,无一例外地都没有返回地球,更不要说把土壤带回地球。

逃离火星的速度

科学家们在50年前就实现了登月,并从月球带回了岩石,由此可知人们对从外星球带回土壤,并不会感到恐慌。因此,人类也不会对火星土壤感到恐慌,之所以没有带回火星土壤,是因为现有技术还达不到让飞行器从火星上返航。

这一切,还要从第一宇宙速度说起。

牛顿在《自然哲学的数学原理》之中,描述了万有引力定律,后世科学家也把这个叫做牛顿大炮。

具体是这样的,假如我们拥有一台可以发射任意速度的大炮和炮弹,那么我把炮弹打高到一定的高度,那么炮弹会在地球引力的作用下自由落体落在地上。这个和苹果为什么会落到地面上是一样的原因。

假设,你用手扔出去炮弹,因为你对炮弹施加了初速度,所以这个炮弹的路线会呈一条抛物线,但因为地球的引力存在,这个炮弹最终还是会落到地面上来。(不信,你可以试一下)

  • 第一宇宙速度

假如,你有一台能发射任意速度的大炮,用这枚大炮来发射这个炮弹,这时,你只要让炮弹的初速度达到7.9km/s,这时,炮弹就像是地球的卫星一样,一直绕着地球转圈。

这是因为,虽然地球的引力对炮弹仍有作用,但因为地球是近似圆体,也就是说,炮弹下落了多少米,地面也下降了多少米,于是炮弹永远不会落在地面上了。

科学家们把这个速度,叫做第一宇宙速度,每个天体的第一速度都不一样,地球的第一宇宙速度是7.9km/s,而火星第一宇宙速度是3.53km/s。

  • 第二宇宙速度

炮弹达到第一宇宙速度时,并不会离开地球周围,如果你想要飞去火星,只有这个速度是不够的,还需要给炮弹再加速,但是在第一宇宙速度的基础上再加一点点速度还是无法逃离地球,因为还不能摆脱地球的引力束缚。 那么,加速到多少才能摆脱地球的引力呢?

其实,速度达到第一速度的根号2倍,就可以摆脱天体的引力束缚了,我们把这个速度叫做第二宇宙速度,在地球上,这个速度是11.2km/s;而火星第二宇宙速度是4.98km/s。

也就是说,飞行器想要逃离火星的引力,需要把速度提升至4.98km/s以上。

为什么人类不能把火星土壤带回地球

火星的第二宇宙速度,和人类把火星土壤带回地球有什么关系呢?其实关系可大了,因为目前飞行器速度想要从火星返回地球,需要克服火星的引力,也就是要达到火星的第二宇宙速度4.98km/s以上。

速度想要达到4.98km/s以上,人类目前已知的方法就是使用火箭助推。但仅仅是依靠火箭助推也不够的,这是因为地球距离火星最近都有5500多万公里,这需要大量的燃料才可以把运载装置送回来。也就是说,想要把火星土壤带回来,就得携带双份来往地球和火星的燃料,这无形中加大了很多不确定性和额外的成本。

而且火星上没有火箭发射器,也没有条件能用火箭发射,因此现在所有发射到火星上的飞行器都是单程设计,也就是有去无回。

为了研究方便,人类直接把研究中心放在飞行器上,飞行器到达着陆点后会自动采集火星土壤进行分析,而不是把火星土壤带回地球研究。

人类会害怕火星土壤吗?

看完了上文分析,你会发现,人类截止于目前最现实的问题是无法将火星土壤带回地球,而不是害怕火星土壤。但如果真的有一天人类技术条件达到了之后,人类敢把火星土壤带回地球吗?

我认为,人类敢把火星土壤带回地球。

原因在于,1:人类把月球土壤带回过地球。

1969年,人类首次实现载人登月时,就带回了月球的土壤和石头。(登月之所以能够返回,原因就在月球的第二宇宙速是2.38km/s,要远小于火星的第二宇宙速度,其次,月球距离地球平均只有38万公里,而且在地月系统中地球的引力还是主导,因此想要从月球返还的难度远远小于火星。)

2,NASA宣称:2020年火星探测项目的终极目的就是将火星的土壤样本带回地球,这个项目也被称为「火星2020项目」。

因此,不存在人类会害怕火星土壤。

至于人们担心的火星上有生命的存在、带回地球会威胁人类存在,科学家们比我们要专业以及考虑的多多了,如果科学家们都认为带回土壤值得,那肯定是说明火星土壤里没有致命危害、或者说他们有能力控制。

事实上,生命的诞生条件非常非常的苛刻,苛刻到宇宙中这么多天体,目前已知的也只有地球出现了生命。如果火星上真的有生命的痕迹,那么对于人类来说也并不是坏事。


钟铭聊科学


人类社会探索外太空的脚步从来都没有停止过,自从登陆月球之后,人类下一个想要登陆的目标就是火星。火星探测器现在已经能够在火星上登陆,并采集相关的土壤样本。但是很奇怪,人类从来不敢把火星土壤带回地球,这是怎么回事呢?

说到底其实还是一个字——怕。怕什么呢?怕病毒。这可不是科幻电影看多了,而是确确实实存在这样的风险。好莱坞电影编剧最喜欢编这样的故事,某某人到达外太空,然后从外太空带回来一样东西,表面上看起来毫不起眼,但实际上恶魔就藏在盒子里。

一到地球,藏在盒子里的恶魔就会跳出来为害地球,有人说,科学家们是不是被好莱坞这种电影给吓傻了,哪里可能会有这样的事情发生。其实不是,火星对于地球来说,确实是一个陌生的存在。

从火星探测器发回来的图片可以看出,火星上面有山,有水,有峡谷,还有松软的土地。跟地球环境似乎比较相似,也许经过改造,能够让人生存,但是在没有确切的科研数据之前,谁也不敢下定论,更不敢把火星上的一草一木带回来。

唯一的办法就是现场检测,但是火星探测器又不可能携带大型的检测设备,再说了,地球上的检测设备的生产原理是基于地球物质本身的特性所研发生产的,它到底适不适合火星呢?谁也不知道。

也许在火星火红的土壤下面,就隐藏着可怕的细菌、病毒或者其他生物。这也就是为什么所有从外太空回来的宇航员在回到地球后,无论他身体情况如何,首先必须完全隔离一个月的时间。一个月之后如果没有问题,再放出来,就是害怕有外太空的异常生物被带到地球上来。

如果出现这种情况,那就太恐怖了,因为地球上的人或者动物对于外太空的病菌完全没有任何的免疫力。一旦扩散开来,恐怕就会立刻让世界变得像《生化危机》系列电影里写的那样,变成丧尸之城。

没有哪一个科学家敢于拍着胸脯担保,说自己的带回来的物体完全没有任何问题,也没有人敢担保,出了问题他能够解决。与其事后出现问题再解决,不如不要从火星上带回来任何物品,哪怕是一块石头一掊土。

目前,人类对玩火为星的探测还处于初级阶段,最早向火星发射探测器的是前苏联,当时他们发射的叫“火星一号”。中国也即将于2020年展开火星探测计划,第一步是发射火星卫星,然后是发射火星近地点着陆器,最后是让火星车登陆火星。

只有当人类有能力现场对火星上的土壤、大气或水进行检测以后,才会考虑把火星上的生物带回来。但是现在看来,这个过程还是比较漫长的,也许五年、十年甚至一百年都说不定。我们可不希望贸然从火星上带回来的盒子变成“潘多拉的魔盒”,甚至出现外星人入侵地球的尴尬局面。


小小嬴政


1964年,美国“水手4号”探测器成功绕火星轨道运行,标志着人类火星探索的开始。自那时以来,人类已派出50多个火星任务,虽然只有大约一半成功,但目前我们已经知道火星是一个覆盖着碎石的冰冷星球,大气层非常稀薄,两极有水,过去可能有生命存在。人类已经在火星表面利用好奇号漫游者对岩石和土壤进行初步的化学分析,然而,将火星土壤样本带回地球近距离观察将更为理想,这样科学家就可以对火星上的土进行更详细的调查,以研究其化学成分和可能的有机化合物,而且这些结果可以在其他实验室得到验证,而且随着取样技术的改进,土壤也可以继续多次测试。

事实上美国NASA和欧洲航天局ESA已经在计划这么一个项目,将火星土壤带回地球,这将为我们了解火星土壤化学和可居住性的前景提供一个关键的飞跃。不用说,这将是一项技术复杂的任务,包括从地球上发射三次不同的火箭,从开始到结束都有多个潜在的失败点,该计划许多细节仍处于设计阶段,最乐观的设想是2030年之后的回归日期,但该项目将包括三个主要阶段。

第一阶段将包括NASA的2020年即将发射的火星探测器。该探测器已经具备了收集土壤样本的能力,这些土壤样本将被封装在密封的管道中,并被随后的着陆器缓存起来,以备日后回收。此外,ESA的ExoMars火星车(计划于2021年登陆火星)将深入火星表面并收集样本。

第二阶段,第二艘小型漫游者将收集样本,并将它们送到火星上升运载火箭上。火星上升运载火箭是一种小型火箭,将土壤样本容器发射到火星轨道上。这个装有土壤样本的容器将环绕火星运行,直到任务的第三阶段,也就是最后阶段。

第三阶段将从地球将会向火星发射一艘宇宙飞船如“猎户座”航天器,在那里它将与土壤容器会合,把容器捕获,然后将其携带返回地球。一旦到达地球,宇宙飞船将进入大气层并在美国某处着陆。这个土壤容器将被回收、隔离,最后由一个国际科学家团队进行分析。

火星样本返回将会带来一些独特的挑战,但科学家们已经在考虑如何处理返回地球上的火星样本。例如,火星连同木卫二和土卫二被指定为行星保护V级限制地球返回体,这个词是NASA为那些被认为对化学进化过程或生命起源有重大意义的宇宙物体保留的。

关于火星的岩石和土壤,有必要在严格的控制下,并使用特定的技术,及时对收集并带回地球的未经消毒的样品进行分析。如果发现了任何非地球复制实体的迹象,返回的样本必须封闭式保持,除非进行有效的消毒处理。在任何火星样本被发布到普通科学界进行研究之前,必须准备一份样本发布前的生物危害和生命检测报告,以证明样本不会伤害地球的生物圈。


科学闰土


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


不是不带,而是没有办法带。

1960年,前苏联向火星发射了火星1号探测器,它是人类探测火星的开端。1965年,美国成功发射水手4号火星探测器,它是历史上第一个成功到达火星的探测器。

但是登陆火星的探测器是没有办法返回地球的,目前为止,人类掌握的航天器回收系统还不足以支撑从火星返回地球。

但是美国发射的好奇号已经分析过火星土壤,。美国宇航局(NASA)宣布了好奇号火星车进行的首次火星土壤全分析结果。初步测量结果显示这一明亮物质宽约1毫米、与中等大小的沙粒相当。在“好奇”号的火星手持透镜成像仪拍摄的特写照片中,这些物质呈现出与典型微红色颗粒不同的面貌。约翰·格罗特曾格表示,他们提出了两个假设:一是,这些矿物颗粒在形成过程中裂开,因此拥有扁平明亮的表面,与典型的火星沙子相比反射更多阳光;二是,这些明亮的颗粒是一种不同类型的矿物质,混杂在普通的泥土中。

火星土壤中除了一些常见的物质以外,还有硫以及含氯的化合物。

另外,“好奇号”将收集到的土壤样本放置在腹部的烘箱当中并将温度提高到835摄氏度,以便土壤中的水份充分蒸发,在收集测量后发现。样本中的水含量达到了2%,简单来说,这一结果相当于1立方英尺(约合0.03立方米)的火星土壤中就包含大约2品脱(约合1140毫升)的水。

反而并没有发现生物迹象。


胖福的小木屋


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


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