載人火星探索與“火星-500”項(xiàng)目.pdf

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1、高端論壇載人航天2011年第4期載人火星探索與“火星一500"項(xiàng)目馬·薩·別拉科夫斯基-塔·康·布列烏斯2奧·維·沃洛中·魯·奧·庫(kù)茲明3鮑·弗·莫魯科夫1(1俄羅斯科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題研究所2俄羅斯科學(xué)院空間研究所3俄羅斯科學(xué)院威爾那茨基地球化學(xué)和分析化學(xué)研究所)摘要火星有著和地球相似的板地冰蓋、云層、季節(jié)變化、火山、峽谷等可辨認(rèn)特征，火星探索成為人類航天發(fā)展史上的重要內(nèi)容。系統(tǒng)論述了火星概貌，包括基本參數(shù)、地表特征、大氣特征和射線環(huán)境，闡明了載人登陸火星的重要意義，介紹了針對(duì)載人火星模擬飛行的“火星一500”項(xiàng)目主要內(nèi)容。關(guān)鍵詞火星探索類

2、地行星火星一500隔離實(shí)驗(yàn)分類號(hào)V529．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674—5825(2011)04-0001—07l引言在太陽(yáng)系的八大行星中，火星是距地球最近的行星，也是公認(rèn)最具有孕育生命潛力的“類地”行星(表1)。現(xiàn)有證據(jù)表明，火星存在生命產(chǎn)生和維持的必備條件，即氫、碳、氧、氮等化學(xué)物質(zhì)，維持生命所需的能量源(太陽(yáng)能)以及液態(tài)水。當(dāng)今航天科技的飛速發(fā)展和地球生存環(huán)境的極劇惡化，使得生活在地球上的人類對(duì)火星產(chǎn)生了無(wú)數(shù)的美好遐想，火星探索成為人類航天發(fā)展史上的重要篇章。2火星概貌2．1一般特征火星表面有比地球稀薄100倍的大氣層，但足以幫助形

3、成季節(jié)、風(fēng)和云體系，也就是氣候?；鹦潜鹊厍蚓嚯x太陽(yáng)更遠(yuǎn)(1．5倍)，但其直徑卻比地球小2．107倍。地球是火星質(zhì)量的10倍，而火星密度不足地球密度的70％。這樣，—個(gè)人在火星上就會(huì)感覺(jué)自己的體重減少了60％。如果他把東西掉到火星地面上，東西會(huì)比在地球上落得慢。與地球一樣，火星繞其軸心自西向東旋轉(zhuǎn)，火星的天時(shí)間為24h39min35s，與地球的天時(shí)間十分接近。地球與火星之間的距離隨著它們圍繞太陽(yáng)的旋轉(zhuǎn)而變化，從5xlOSkm到4x109kin。2．2地表特征火星南北半球的地形存在顯著差距(圖1)。南半球主要是高原，有很多環(huán)形坑(橘紅色)，而北

4、半球主要是平緩的平原和低地(藍(lán)色和淡綠色)。在火星上，紅色區(qū)域邊緣形成了清晰的分界線，分別代表火星兩個(gè)半球的不同特征。兩個(gè)半球都有非常深的低地(深藍(lán)區(qū)域)。與地球不同，整個(gè)火星都散布著數(shù)不清的撞擊坑，他們來(lái)自隕石對(duì)火星表面的撞擊，因?yàn)榛鹦窍”〉拇髿獠荒軐?duì)火星表面進(jìn)行很好地保護(hù)。有一種假說(shuō)認(rèn)為，受到隕石撞擊的火星，其表面向南擠壓和移動(dòng)。與其它太陽(yáng)系行星相比，火星上的平原是最平最低的，充滿著沉積巖，這被一些學(xué)者解釋成遠(yuǎn)古時(shí)期存在海洋的證據(jù)。運(yùn)河系統(tǒng)被稱為Marineris的峽谷位于赤道帶，以紀(jì)念發(fā)現(xiàn)它們的Mariner9探測(cè)器。這些峽谷海拔約l

5、Okm(火星零高度水平以上)，長(zhǎng)度約為火星周長(zhǎng)(4000km)的1／5，深度約為6km—lOkm，而美國(guó)大峽谷的長(zhǎng)度是500km，最大深度為1．6kin。很多專家認(rèn)為，這些峽谷起源于火星冷卻收縮過(guò)程中火星馬·薩·別拉科夫斯基：俄羅斯生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題研究所國(guó)際合作部部長(zhǎng)?！盎鹦且?00”試驗(yàn)項(xiàng)目副總指揮，國(guó)際宇航學(xué)院院士，齊奧爾科夫斯基航天科學(xué)院院士，多次榮獲俄聯(lián)邦政府、俄航局、俄宇航聯(lián)合會(huì)、俄航天部隊(duì)及歐空局頒發(fā)的獎(jiǎng)金和榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)隆?載人航天2011年第4期高端論壇表1地球與火墨特征比較地球火星軌道特征太陽(yáng)平均距離(kin)149597890(1

6、,o亂u．)227936637(1．523Lu．)軌道周期(一年)365．24地球天686．96地球天衛(wèi)星1(月亮)2(火衛(wèi)一、火衛(wèi)二)物理特性赤道半徑(kin)6378．143402．5兩極半徑(km)6356．783377．4質(zhì)量(kg)5．9737x1釅6．4185xl滬密度(馬『c辭)5．5153_934赤道帶重力9．766m／s2或1g3．69m／s2或0．376g第二宇宙速度(m／s)Ill805072自轉(zhuǎn)周期(h)23．9324．62地表溫度最低平均最高最低平均最高(oX)1852873311332lO2∞氣壓(kPa)101

7、'3250,7—)．9大氣成分(％)氧氣21o．13二氧化碳o(jì)．0395．32氮?dú)?72．7氬及其它混合物1．971．85180。w150。120。90。w60。30。o甲330n300。270。w240。210。180。w●I-lI●lI●IMJ州一1．，—一一。一————?一一，．_1一一一60。N-’?●_一-60。N‘’一～，～、一300N一-30。N0。一—Oo～．-．_’’’0。一≮∑舂步：‘．、300S--30。S．．?！谵?，60。S一一600S～一-·1I?！·II?’180。W150。120。90。W60。30。0。W3

8、30。300。270。W240。210。180“W●——I．”一8000—4000040008()0012000?，??．?．．．．．．一一．，，?．．．海拔高度(nil)高端論