天文科普:科學認識探測火星的重要意義
來源:光明日報
發布時間:2021-07-01
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  日前,一家美國建築設計工作室公布了第一個(ge) 火星城市的設計規劃,並計劃將新城市命名為(wei) “女媧”。消息一出,引發網友諸多關(guan) 於(yu) “移民火星”的遐想。美國企業(ye) 家馬斯克曾鼓吹向火星移民100萬(wan) 人的計劃。最近,美國一名火星研究工程師也對外表示:2030年前,人類將會(hui) 在火星上常駐生活,2100年前在火星上將出現擁有百萬(wan) 級人口的大城市。而在2020年7月我國發射火星探測器“天問一號”時,也有一家國內(nei) 電視台打出這樣的字幕——“天問一號”發射了,火星移民還會(hui) 離我們(men) 很遠嗎? 

  我國發射“天問一號”的目的是什麽(me) ?火星探測真的是為(wei) 了移民火星嗎?火星是否適合人類未來改造和居住?記者就以上問題專(zhuan) 訪了北京大學地球與(yu) 空間科學學院教授焦維新。 

  國內(nei) 外深空探測從(cong) 未有向地外天體(ti) 移民的意向 

  “近年來,由於(yu) 火星探測的升溫特別是我國首次火星探測任務‘天問一號’探測器的發射,人們(men) 產(chan) 生了對深空探測特別是對火星探測的關(guan) 注,這些‘移民火星’的所謂‘計劃’也就格外吸引眼球。”焦維新說。然而,火星探測的目的,國內(nei) 外重要職能部門都有完整的論述。對於(yu) 我國發射“天問一號”的科學目標,國家航天局等有關(guan) 單位也都有明確的說明,即探測火星地形地貌、火星磁場、地下水、土壤成分和分布、火星大氣層以及氣候變化。

  據焦維新介紹,從(cong) 國際上看,最近20年,美國國家航空航天局(以下簡稱NASA)對火星探測確定的科學目標有以下四個(ge) 方麵:確定火星上是否存在生命;了解火星氣候的過程和曆史;了解火星作為(wei) 一個(ge) 地質係統的起源和演化;為(wei) 載人探索做準備。

  從(cong) 更大的深空探測範圍看,NASA曾組織權威專(zhuan) 家討論撰寫(xie) 了兩(liang) 個(ge) 重要文件:《太陽係探索路線圖》和《天體(ti) 生物學戰略2015》。這兩(liang) 項文件中全麵論述了探索太陽係以及探索地外生命的目的和方法。在《太陽係探索路線圖》中明確闡述了五個(ge) 科學目標:太陽係的行星和小天體(ti) 是如何起源的?太陽係是如何演化到目前這般不同的狀態的?同在太陽係誕生,為(wei) 什麽(me) 地球、火星、金星和水星現在的狀態如此不同?導致生命起源的太陽係特征是什麽(me) ?生命是如何在地球上起源和演化的?在太陽係的其他地方也有生命嗎?太陽係環境中有哪些會(hui) 影響人類在太空生存的災害和源頭?

  而在起草《天體(ti) 生物學戰略2015》這一文件的過程中,近200名天體(ti) 生物學協會(hui) 成員經過共同努力,確定了未來10年天體(ti) 生物學研究的目的和目標。該協會(hui) 確定的探測天體(ti) 六個(ge) 主要研究課題是:識別有機化合物的非生物來源;生命起源中大分子的合成和功能;早期生命和不斷增加的複雜性;生命和物理環境的共同進化;識別、探索和表征適合居住和生物特征的環境;構建宜居的世界。

  “從(cong) 上麵的一係列探測目標中可以看出,在國內(nei) 外深空探測主管部門的官方文件中,從(cong) 未提及向地外天體(ti) 移民的意向。”焦維新說。

  那麽(me) ,《天體(ti) 生物學戰略2015》第六條中的“構建宜居的世界”是否意味著人類在計劃尋找其他的宜居天體(ti) ?焦維新對此給予了否定。他指出,目前人類在尋找太陽係外適居區時,往往僅(jin) 根據我們(men) 在地球上有限的可居住體(ti) 驗,這可能扭曲了我們(men) 對適居區基本要求的理解。因此,需要根據最新的科學發現和成果,對適居區給予新的定義(yi) ,並按照新的標準去尋找可能含有生命的世界。而這一切,離移民火星或其他地外天體(ti) 仍然太遠太遠。

  火星更具有科學價(jia) 值是各國爭(zheng) 相探索的主因 

  現代天文學崛起後,人類一直行進在通往火星的道路上。從(cong) 1964年“水手4號”火星探測器發射、1965年傳(chuan) 回第一張火星表麵照片開始,50多年時間裏,人類已先後開展了50餘(yu) 次火星探測。去年7月,“天問一號”火星探測器在海南文昌航天發射場點火啟程,成為(wei) 我國進行更多行星探測的起點。

  既然探索火星並非以為(wei) 人類尋找第二個(ge) 家園為(wei) 目的,那麽(me) ,為(wei) 何火星能引來各國的爭(zheng) 相探索?甚至有觀點認為(wei) ,這是不是各國在開展對火星等天體(ti) 上資源的爭(zheng) 奪?對此,焦維新表示絕非如此。

  他指出,即便人類已經用了半個(ge) 多世紀來探測火星、研究宇宙,但就目前的探測水平來看,還遠遠達不到對火星探測清晰明了的程度,更談不上是對火星上資源的爭(zheng) 奪。之所以各國都爭(zheng) 相進行火星探索,是因為(wei) 相比於(yu) 其他太陽係內(nei) 的星球,火星更具有科學探索價(jia) 值和條件。“火星離地球比較近,我們(men) 的探測器能夠到達。此外其他星球,如金星的條件太過惡劣,基本不可能有生命存在,通過探測它來搞清一些重大科學問題,技術難度也比較大,暫時實現不了我們(men) 希望的科學目標。綜合考量下來,還是先進行火星的探索,而絕非是因為(wei) 我們(men) 想‘移居火星’。”

  焦維新介紹,從(cong) 科學價(jia) 值來看,火星能反映出很多問題,對人類了解地球會(hui) 有幫助。比如為(wei) 什麽(me) 同在太陽係,各個(ge) 行星演化的結果卻有所不同?如果能找到何種原因導致各大行星演化結果的不同,那麽(me) 我們(men) 就能更好地了解地球演化的過去。“我們(men) 通過對其他天體(ti) 的探測考察,能夠找到更多與(yu) 地球有關(guan) 的答案。”他說。

  從(cong) 人類對火星目前的探測結果看,火星大氣層很薄,表麵平均氣壓約為(wei) 地球的0.75%,成分為(wei) 95%的二氧化碳,氧氣極少,同時充滿塵埃。地表溫度白天可達28℃,夜晚可低至-132℃,平均-57℃。因此,焦維新認為(wei) ,相比於(yu) 地球,火星完全不具備人類生存的條件:“哪怕地球環境再惡劣,或者人口大爆炸,從(cong) 必要性來說,改造地球上的沙漠,也比改造火星容易得多。那又何談‘移民火星’?”至於(yu) 對火星的爭(zheng) 奪,他認為(wei) ,未來人類並不會(hui) 如科幻電影中表現的那般將大規模前往火星,因此也不可能在未來真正出現爭(zheng) 奪火星的現象。

  關(guan) 於(yu) 普通民眾(zhong) 對“移民火星”的遐想和一些商業(ye) 公司的設想計劃,焦維新表示理解,但他向記者強調,基於(yu) 科學的嚴(yan) 肅性和重要意義(yi) ,探測火星這樣巨大投入的重大航天工程需要得到廣大民眾(zhong) 的正確理解和支持,大眾(zhong) 傳(chuan) 媒負有重要責任。特別是主流媒體(ti) ,要在科普上準確把握,提高大家的科學素養(yang) ,以正視聽,不能為(wei) 了“博眼球”“爭(zheng) 噱頭”而給予大眾(zhong) 錯誤導向,造成理解偏差。“將來我們(men) 還要去更遠的天體(ti) ,要讓人們(men) 理解,我們(men) 為(wei) 什麽(me) 要花大力氣這樣做。這些都有賴於(yu) 媒體(ti) 深入細致、科學有力的傳(chuan) 播與(yu) 解讀。”


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