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我国首个火星模拟基地落户青海

来源:咸宁新闻网 时间:2017-08-31 10:30

  

 

  

 

  

  近日,我国首个火星模拟基地项目将落户青海的消息,引来各界关注。青海省海西州大柴旦红崖地区拥有典型的雅丹地貌群,其独特的地形地貌、自然风光、气候条件使之成为专家眼中“中国最像火星的地方”。

  为什么要建火星模拟基地?这将对火星研究及深空探测带来哪些影响?

  1 这里是“中国最像火星的地方”

  中国科学院月球与深空探测总体部日前传出消息,我国首个火星模拟基地项目将落户青海省海西州大柴旦红崖地区。这里拥有典型的雅丹地貌群,其独特的地形地貌、自然风光、气候条件使之成为专家眼中“中国最像火星的地方”。

  2016年底,国务院新闻办公室发表《2016中国的航天》白皮书指出,中国将实施首次火星探测任务,突破火星环绕、着陆、巡视探测等关键技术;于2020年发射首颗火星探测器,实施环绕和巡视联合探测,开展火星采样返回。而要实现这一目标,专家表示必须找到一个在地貌、地质、物质成分、化学过程方面都和火星类似的地方,作为模拟的火星试验场。

  青海省海西州大柴旦红崖地区在地貌、地质和物质成分等方面都有类似于火星的特征。比如主要地貌为荒漠,植被覆盖很少;地质上分布着河流、湖泊干涸的沉积物;物质成分中有大量氯化物、硫酸盐等水流蒸发后的残留物等。

  中科院国家天文台研究员郑永春介绍,这些特征有助于开展火星和地球的环境对比研究,根据对地球环境演变的认识,通过反推,可以了解火星过去的样子。他说,该地区以前的盐湖干涸后留下了许多盐类沉积,这和火星上水流干之后盐类的沉积过程是相似的。科学家可以研究这些盐类在什么条件下形成,通过盐类沉积过程推断过去水的盐度、当时的环境温度。还可以根据流水作用的遗迹,推断火星上曾经的水流情况。

  郑永春也强调,模拟基地与火星的地质地貌条件并不是完全相似,因而在通过相关研究对火星的情况进行考察的同时,也可以实现对火星和地球的对比实验研究。

  2 要建火星模拟实验舱

  如果说这种野外模拟实验场是用天然形成的类火星景观呈现火星的“外表”,那么科研人员建造的火星模拟实验舱,则能模拟出更多看不见的“内在”。郑永春说,火星的大气压力约是地球的1%,大气成分约96%是二氧化碳;平均温度最高约为20摄氏度,最低晚上可以达到零下100摄氏度,火星上的太阳光照强度比地球上更弱。这些环境条件都可以在舱内模拟出来,以此开展实验。

  据了解,山东大学威海分校空间科学研究院行星科学团队,就利用火星环境模拟系统,在含氧氯化物相变特征与光谱原位表征方面取得重要进展。该研究为火星表面物质遥感、就位光谱的解译、深入研究火星表面高氯酸盐的起源新机理奠定了基础。

  郑永春表示,火星模拟实验舱通常不会太大,可根据不同的研究目的,用它模拟火星大气成分和压力、温度、光照等环境条件。

  无论是野外模拟实验场还是室内模拟实验舱,郑永春认为都将在火星科学研究中发挥作用。他说,已有许多证据证明火星曾经有浓密的大气和大规模的水,曾经有温暖湿润的气候,为什么这些水都逃走了,是怎样发展到这种状态的,要了解这些,只能通过模拟实验把这个过程重现出来。

  “研究火星可以给我们带来很多的启示:地球以后可能会变成什么样子。”郑永春说,火星和地球是太阳系里的“兄弟”,研究两者的异同,互为参考,是极具价值的基础研究。

  3 环境模拟是探路火星的必修课

  “这个火星基地的主要作用是为2020年的中国火星登陆器提供测试场所。”中科院国家天文台研究员苟利军说,“就好比之前在月球车着陆之前,我们也需要进行月壤模拟,这个基地就是类似的目的。”苟利军表示,最简单的就是解决火星车在这样的地形中如何运动,还有如何解决降落的问题,这些都需要模拟。

  同时,基地还可以作为未来火星生活模拟训练场所,为航天员和未来火星移民训练提供支持。

  苟利军介绍,通过美国的“好奇”号火星车2012年8月拍摄的火星照片,我们初步了解了火星的地质地貌:近处碎石密布,远处丘陵起伏。石块形状各异,地形极其复杂。

  如何在这样大小不一的碎石和丘陵上行进?如何保证火星车降落过程中不受损坏?这都需要提前预案。“要发射火星车,就必须做火星地表分析。如果送上去了,火星车必然要在火星表面走动,尤其是在车轮的设计上必须考虑到能承受这一奇特环境的能力。”苟利军说,除了需要面对普通航天器必须解决的真空、低温、辐射等环境适应性问题,还需要适应火星表面尘暴、低重力、高低温、低气压等特殊环境,任务实现过程中还需要解决远距离通讯,以及长时间日凌期间的探测器自主管理问题。

  因此,火星车发射之前,要在地面上经过充分的试验,从而有助于人类预判、及时应对未来在真实火星环境里突发的各种问题。

  4 火星移民遥不可及 民众可以来这过把瘾

  据了解,当前约旦玫瑰沙漠、美国犹他州、南极冰原中心等多地均有在不同方面与火星类似的火星模拟基地。这些基地已成为优秀的科普、科幻和旅游资源,美国以火星为主题的科幻电影就是在约旦玫瑰沙漠火星模拟基地拍摄完成的。

  中国科学院月球与深空探测总体部主任刘晓群介绍,中国的首个火星模拟基地也将科普大众,不仅能进行太空科学相关研究、实验和模拟训练,同时可以通过交互体验、寓教于乐的形式,面向不同人群持续开展火星主题的太空探索性休闲度假活动与天文、航天类科普教育活动。

  当地主管部门表示,首个火星模拟基地项目包括天文与航天科普教育、主题休闲度假、影视作品摄影、科学研究与模拟训练等重点内容。未来将以星空文化产业为主要发展方向,把该基地打造成我国首个火星文化创意体验基地。

  据悉,该基地将建设“火星社区”和“火星营地”两个功能区,设计上拟采取“一村两区、互不可见,通过自然道路连接,与周边自然景观有效融合”的空间布局。  (本报综合)

  火星VS大柴旦红崖地区

  火星

  【氧气】 大气密度只有地球的大

  约1%,主要是二氧化碳。

  【气温】 最高温约20℃,最低温

  约-100℃。

  【气候】 无水,非常干燥 每年都   有几次沙尘暴。

  【地貌】 碎石密布,丘陵起伏。

  大柴旦红崖地区

  【氧气】 海拔2900米,氧含量是平原地区的70%。

  【气温】 最高温:30℃(夏季);最低温:-45.9℃(冬季)。

  【气候】 年均降雨量83.5毫米,干燥多风。

  【地貌】 碎石密布,丘陵起伏。

编辑:zhusijia

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