03.03 火星上的重力可以讓人像在地球上一樣正常行走嗎?

vaison


火星上的重力可以讓人像在地球上一樣正常行走嗎?

理論上來看在火星上行走會比地球上更輕鬆一些,因為火星表面的重力約只有地球的1/3強(38%),去到火星上之後我們肌肉的力量並沒有降低,而所需要的負擔減輕了2/3,那麼更輕鬆是肯定的!但事實上卻不能,而且還比地球上負擔可能會更重一些!

大家對火星的印象大部分應該是《火星救援》這部科幻大片所給予的,片中給人的感覺是除了馬特穿一身火星表面作業服之外,其他並沒有多少負擔,當然沒有像某些大片裡穿越到火星甚至跟地球一樣呼吸,卻可以像蚱蜢一樣跳那麼高靠譜多了!畢竟《火星救援》還是非常專業的!

但這中間有一個是無法表現出來的,就是火星表面重力差異和火星表面宇航服的笨重,因為馬特先生穿的充其量也是艙內作業宇航服的負擔,而這個僅能應付一般的失壓與保溫,長時間在火星表面作業是不可能的!

上圖是NASA新的月球表面工作的宇航服,比起阿波羅11號登月有很大的差別,但笨重的感覺上看起來並沒有多少差別!

甚至感覺腰部還更笨重了哈,阿波羅11號時的月面宇航服還是比較協調的,新版的上下不協調,頭重腳輕!

上圖是Z-2 宇航服最新設計原型,這是專門為火星表面工作設計的,有針對火星表面工作條件做優化,已經比月面工作服有很大改進了!但實際上火星表面除了有個微弱的大氣壓(不到地球的1%)之外,還有溫度(夏季中午火星赤道約15-20度)比較恆定之外其他並無多少差別,而且上圖看起來並不會比月面工作宇航服有多大差別!

馬特的身材表露無遺,而且肘部彎曲的褶皺並沒有束縛住,這表明內外氣壓是一致的,否則這個部位會鼓脹起來,造成臃腫和失壓!因此將各位的思緒從《火星救援》直接拉回到荒涼寒冷的現實火星表面!

阿波羅登月計劃中的宇航服質量達140KG,因為有各種維生系統的需要,比如冷卻循環,空氣循環,壓力維持,電源等等各種設備,因此未來的火星表面工作宇航服絕不會輕量化,除非臨時性的外出!

這是一套宇航服內所含的各種系統,由於內外隔離,因此它與月面工作的服裝沒什麼區別,唯一有差的是條件稍低,那麼即使降低到100KG,甚至60-80KG依然是一個累贅!到火星1/3的重力情況下,也有20KG以上,但引起疲勞感的還有另外一個重要的因素是各種笨重感,因為厚厚的衣服已經保壓的關節不夠靈活,工作時將會費去輕裝狀態下數倍的體力!

因此可以肯定在火星表面工作時並不會輕鬆,只有更費力,更容易疲勞,這是在未來的火星登陸外出作業時不得不考慮的一個問題!


星辰大海路上的種花家


答:當然可以,火星表面的重力加速度是地球的1/3,人在上面可以很輕鬆地行走。


地球表面重力加速度為g=9.8m/s^2,根據萬有引力定律,可以估算出火星表面的重力加速度,已知數據:

(1)火星半徑r=3397km;

(2)火星質量m=6.4219*10^23kg;

那麼火星表面的重力加速度為:

g(火星)=GM/r^2=3.71m/s^2;

火星表面的重力加速度是地球表面的38%,這樣的話,宇航員在火星上行走會輕鬆很多;相比地球表面的負重能力,也增加了三倍。


火星表面擁有大氣層,大氣壓強大約是地球的1%,經過數億年的風化作用,火星表面存在大量風沙,大氣流動還會導致大範圍的沙塵暴。

這些沙粒非常細小,給火星上的漫遊車造成非常嚴重影響;比如在2018年6月,NASA的機遇號火星漫遊車,受火星沙塵暴的影響失去了聯繫,這樣的事件已經出現過多次,但是這次失聯將讓NASA徹底失去機遇號探測器。

機遇號是2004年1月25日在火星表面著陸的,和他一起登陸火星的勇氣號,已經在2010年停止工作,但是機遇號一直運行到2018年,行駛距離超過40公里。

而它的後繼者好奇號於2012年8月在火星著陸,洞察號在2018年11月在火星著陸,目前都運行正常;在2012年12月,好奇號還公佈了一項重大發現——在火星表面發現有機物。


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可以行走,但是不正常。。。。因為火星的環境與地球確實存在很大差異,所以在火星上行走你會非常不適應,這可以說就是不正常了。

火星上的重力

能不能正常行走最重要的判斷依據就是重力加速度,我們簡單計算下火星的重力加速度。利用:mg=GMm/r∧2這個公式計算,這裡我們只需要將火星質量m=6.4219*10^23kg和火星半徑r=3397km代入公式可以算出:


g火=3.71m/s∧2這個數值和地球上的9.8m/s∧2相比,大概只有地球重力的38%。這意味著在火星上走路會輕飄飄的。舉個不恰當的例子就彷彿在第一次彈簧床上走路一樣,很不舒服。

宇航員不存在這個問題


其實對於宇航員來說不存在能不能正常行走,因為他們在執行任務之前都是經過了專業訓練的,還會提前模仿火星環境讓宇航員訓練,因此他們到了火星後不會存在不適感,因為他們已經習慣了。



事實上為了宇航員能夠適應太空生活,他們受到的訓練是我們不可想象的,不僅有體力上的訓練還有心理上的訓練,一個宇航員可能從20左右就開始訓練,但真正執行任務時可能已經30多歲了,這麼長時間你也可以想象有多少訓練了吧!


科學認識論


恐怕是不行的。火星引力是地球的38%,像登月宇航服那樣的艙外設備重100多公斤,在火星上感覺上也還有40多公斤重量,背90來斤東西,大概不能正常行走。

登陸火星可能在近幾十年都會是一個持續的話題,相比月球,火星溫度、環境都更適合人類生存,引力小一點也適合航天發射。不過不適合人類的因素也不少,比如大氣壓力只有地球1%,最高溫零下20℃,晝夜溫差大,人在火星上必須穿著宇航服,並且像文章開頭說的,宇航服還得是非常輕便的,在地球上50公斤左右的宇航服,到火星上都還有20公斤。目前空間站宇航員用的艙外宇航服都還是很笨重的,新一代宇航服急需加緊研發。

壓力不足使得宇航服需要加上一層壓力層,胳膊腿上都被箍著,活動起來自然也是受影響的。美國曾公佈了一款火星宇航服的測試圖片,看起來已經沒有之前幾代宇航服那麼笨重了。未來登陸火星,或許順帶著人也不回來了,直接建設火星基地,在基地內人就輕鬆了,基地內會製造出一個大氣壓的人造空氣,也不用穿宇航服,身輕如燕,活動自如,比在地球上輕鬆多了。

火星和地球環境畢竟不相同,在火星生活和地球上會有區別,最大的區別是艙外活動,而在基地內也可能不大一樣,宇航員得自己種菜、生產燃料,要做的事還是相當多的。


來看世界呀


沒去過不知道


黑土地1253516473


可以,跑跳走基本和地球上一樣的。


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