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宇宙魅影-探秘太陽系之火星篇

宇宙魅影-探秘太陽系之火星篇

想必許多人都看過諸如《地心引力》和《星際穿越》之類的太空科幻片,這些科幻片不僅具有逼真的特效,更難得的是影片大都十分尊重科學,沒有出現特別違背科學的情節,讓觀眾在大飽眼福,欣賞電影藝術的同時,也能學到和瞭解有關的太空科學知識。說到太空科幻片,便不得不提2015年由美國二十世紀福斯電影公司出品的科幻冒險片《火星救援》,影片講述了人類首次登上火星的六名航天員在火星上遇到了巨大的沙塵暴,慌亂中的撤退使得一名航天員被遺留在了火星上,這位孤獨的幸存者想方設法,剋服重重困難,最終回到了地球的故事。影片故事的背景就是我們今天學習的主題——火星。

宇宙魅影-探秘太陽系之火星篇

概述

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火星是太陽系八大行星之一,四顆類地行星之一,在太陽系中處於從太陽由內向外數的第四的位置。由於地表含有豐富的赤鐵礦,所以火星是一顆橘紅色的星球。因為火星亮度時常變化,忽明忽暗,類似於螢火蟲,所以我國古代稱火星為熒惑星。而在古羅馬,火星則是戰神瑪爾斯的化身。火星直徑約為6794千米,質量約為6.4219×10²³千克。兩個火星併列排在一起相當於地球的直徑,八個火星加在一起的大小才相當於一個地球的大小,六個火星的質量加在一起相當於地球的質量。雖然火星比地球小很多,但是作為地球的鄰居,人類對火星始終懷有特殊的感情,因為它的許多特性與地球類似,並且火星曾一度被認為是太陽系中除地球外最有可能存在生命的星球,但是目前的事實證明,火星上並無生命存在。儘管如此,火星環境仍被認為是對生命比較友好的,未來或許可以作為人類在太空中的殖民地。

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轉動

火星繞太陽公轉一圈大約需要兩年的時間,準確的公轉周期為687天,因此火星上的一年大約相當於地球上的一年。由於火星存在與地球類似的自轉軸傾角,大約為25度,所以火星與地球一樣都存在四季變化,不過特殊的是由於火星公轉周期較長,並且公轉軌道偏心率與地球不同,因此火星的每個季節持續時間大約是地球的兩倍,並且每個季節的持續時間不同。

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火星同樣會繞自轉軸自轉,火星自轉周期與地球自轉周期極為相近,大約為24小時40分鐘,也就是說火星上的一天比地球上的一天長40分鐘。

內部構造

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從外表上看,火星是一顆橘紅色的星球,它的錶面被紅色的赤鐵礦石所覆蓋。火星上的地形環境與地球十分類似,同樣具有平原、高山、峽谷、丘陵和盆地,不同的是火星上的地表沒有任何綠色植被,取而代之的是赤黃色的沙漠和礫石。

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由於重力很小,並且沒有板塊運動,因此火星上擁有全太陽系最為巍峨高大的山脈。其中的奧林帕斯山脈高度約為27千米,是太陽系中最高的山脈,與之相比,地球上不到9千米高的珠穆朗瑪峰實在是相形見絀,不值一提。在眾多高達十幾千米的高山之下是綿延數千公里的高原,高原之外是寬廣的峽谷和碩大的隕石坑。

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火星外部有一個十分稀薄的大氣層包裹,主要由二氧化碳和氮氣等成分組成,它的大氣密度約為地球的百分之一。由於火星大氣十分稀薄,所以並不能像地球大氣層那樣提供溫室效應,維持地球較小的溫差。火星平均溫度約為-55℃,晝夜溫差可達100多度,冬天溫度可低至-133℃,而到了夏天,溫度會升高到27℃。

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火星南北兩極覆蓋著由冰和乾冰(二氧化碳固化形成的固體)組成的極冠,乾冰會隨著火星四季變化進行消退增長。最新的發現還證明火星上存在液態水,液態水存在於火星極地冰冠之下,是一個直徑約為20公里的地下湖,湖中充滿了各種鹽和礦物質。

人類觀測

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作為四顆類地行星之一,火星在人類的心目中占有特殊的位置,在早期對火星認識尚不全面時,人類便猜測火星是太陽系中除地球外最可能存在生命的星球,即使到了現在,人類仍然認為火星是太陽系中除地球外對生命最友好的星球,因為相對太陽系中其他行星而言,火星的自然環境不算特別惡劣,存在生命的可能。正是因為如此,美俄等航天大國都發射了許多探測器對火星進行了探測,中國也曾對火星探測做出了嘗試。

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在20世紀60年代的美蘇太空競賽中,美蘇兩國曾發射了火星探測器,它們中的大部分都以失敗告終。進入21世紀後,隨著技術進步,火星探測的成功率得到提高,其中尤以美國發射的探測器成就最為突出,著名的火星探測器包括:勇氣號、機遇號、鳳凰號和好奇號探測器,它們成功降落在了火星錶面,研究了火星的地質和大氣等信息。2011年11月9日,中國首顆火星探測器螢火一號搭載在俄羅斯福布斯號上發射升空,開啟了中國對火星探測的首次嘗試,但不幸的是,次日,火箭變軌失敗,中國首次火星探測以失敗告終。相信在未來,隨著國力的增強,中國必定會在火星探測上取得獨有的成就。

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