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為什麼火星任務正夯?

107/05/01 瀏覽次數 4688

火星是距離太陽第四近的行星,英文「Mars」意指西方羅馬神話中的戰神,古代的中華文化亦稱之為「熒惑」,由於位置與亮度常變不定,有「熒惑守心」一說。熒惑守心被視為一種大凶的天象,指火星在心宿內發生滯留的現象,而心宿內的心宿一、心宿二與心宿三,則分別對應古代的太子、皇帝與庶子。在西方占星學中,火星象徵著鬥爭、爆發力、慾望與災難等,或許是因為在遠古時期,大量含鐵的火山灰覆蓋了火星表面,紅色的氧化鐵,令人聯想到與火相關的一切象徵。

 

火星有著與地球接近的環境條件,同為太陽系內的類地行星,與金星、水星相比起來,火星有一層稀薄的大氣層,也有季節變化,只是缺乏海洋,正好可以拿來研究作為與地球氣候機制比較的對照組。除了氣候方面,人類也一直在追尋生命的起源與本質,火星的環境雖與地球不同,也許有機會發現新的基因秘密。

 

有了這些動機後,火星宛如大航海時代的新大陸般,各國爭相研擬登陸火星的計畫,其中以美國國家航空暨太空總署於1964年11月28日發射的水手4號,為有史以來第一次成功的火星任務,第二名為蘇聯,於1971年發射的火星2號任務,取得了大部分的成功,其他如歐洲ESA的火星特快車於2003年6月2日發射及印度空間研究組織2013年發射的火星軌道探測器「曼加里安號」均在運作中,執行至少6個月的探測任務。另外,日本宇宙科學研究所的希望號探測器與中國國家航天局的螢火一號已經失敗,但相信不久後將會再度捲土重來。歷年任務狀態統計分析如下圖,蘇聯是最先開始嘗試的國家,任務失敗了九次才取得了第一次的大部分成功,而美國則是吸取前人教訓,僅失敗了一次,便取得了首次的成功。


自1960至2016年火星任務狀態統計。( 圖片來源: 段儀 )
 
自1960至2016年火星任務狀態統計。( 圖片來源: 段儀 )

美國的海盜1號於1976年7月20日首度成功登陸火星,花費10個月航向火星,太空船於進入軌道前五天開始傳回火星全球影像,為人類的登陸史翻開新的一頁,後續更延長任務,近距離接近火衛一。此任務也利用登陸器來觀測廣義相對論的「重力的時間延滯」現象,由所需的傳遞時間來驗證理論,並發現結果符合理論預測。

海盜1號登陸器模型 ( 圖片來源:https://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/viking_lander_model.jpg )
 
海盜1號登陸器模型 ( 圖片來源:https://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/viking_lander_model.jpg )
繼海盜1號登陸成功以後,陸續又有其他登陸計畫,它們均有各自的登陸位置。
登陸分布與火星地形圖。海拔高度由高到低為:紅→黃→藍。( 圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_missions_to_Mars )
 
登陸分布與火星地形圖。海拔高度由高到低為:紅→黃→藍。( 圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_missions_to_Mars )

2003年美國召開了第一次「火星移民研究國際會議」,提議將火星地球化,變成可移民的第二家園,然而整體環境需要調整,才適合地球上的生物生存。修整磁場是目前為止一個值得考慮的方案,能夠讓火星可以抵擋太陽風,維持大氣層平衡。美國前總統歐巴馬卸任前,曾提出讓火星旅行在2030年得以實現的目標,可以安全接送人類往返火星,並長期定居,而中國也提出要在2020發射全面探勘火星的計畫。

火星地球化。 ( 圖片來源:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/MarsTransitionV.jpg/800px-MarsTransitionV.jpg )
 
火星地球化。 ( 圖片來源:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/MarsTransitionV.jpg/800px-MarsTransitionV.jpg )

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:張志立/國家太空中心、傅麗玉/國立清華大學

審校:品保組型管小組/國家太空中心

 
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