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火星土壤有何可怕之處?為什麼人類不敢把火星土壤帶回地球?

時至今日,太陽系中的主要天體都被人類的探測器近距離「拜訪」過,而有些探測器甚至還直接將外星球上的土壤帶回了地球,除了月球之外,連遠在數億公里之外的小行星上的土壤都被帶了回來。

然而火星卻是一個例外,盡管火星是人類的重點探測目標,以至于直到現在依然有多台人類發射的火星車在火星上行動,但迄今為止,人類從未將火星上的土壤帶回地球,這樣的情況不禁令人好奇,火星土壤到底有多可怕?為什麼人類不敢把火星土壤帶回地球?

經過多年的探測之后,人類對火星已經有了一定程度的了解,種種跡象表明,在很久很久以前,火星上曾經存在適合生命的自然環境,所以一個常見的思路就是,火星土壤中有可能存在一些未知的生物,如果貿然將火星土壤帶回地球,或許會引發一次可怕的「星際生物入侵」。

然而以現在火星上嚴酷的自然條件來看,生命幾乎不可能在火星表面的土壤中存活,退一步講,就算火星土壤中真的存在生命,最多也就是一些簡單的微生物,只要人類做好防護(對于現代人類而言,這很容易做到),并不會出什麼問題。

由此可見,火星土壤并不可怕,而人類也不是「不敢把火星土壤帶回地球」。實際上,人類之所以至今仍未把火星土壤帶回地球,最主要的原因其實是技術問題。

將外星球的土壤帶回地球,其實可以簡單地分為4步:1、向目標星球發射探測器;2、探測器在目標星球上登陸并采集土壤樣本,然后將其封存,并置入返回器之中;3、探測器從星球表面將返回器發射升空,令其擺脫目標星球的引力束縛;4、返回器帶著封存好的樣火星本重返地球。

對于從火星上采樣返回來講,技術難度最高的其實是第3步,雖然火星比地球小得多,但它畢竟是一顆大行星,其引力還是比較強的,根據科學家的估算,火星表面的逃逸速度約為5.027公里/秒,這就需要大量的燃料。

考慮到火星上得不到燃料補給,因此這些燃料必須是探測器從地球上發射時就要攜帶的,而我們都知道,想要從地球表面將一定質量的物體送上太空,就需要比該物體質量多得多的燃料來提供發射時的動力,如此一來,發射的難度和成本就會指數級地上升。

除此之外,火星還有一個大氣層,盡管比地球大氣層稀薄得多,但仍然會對返回器的發射升空造成不小的麻煩。

相對而言,月球的逃逸速度只有大約2.4公里/秒,并且還沒有大氣層,至于小行星,除了沒有大氣層之外,其引力更是弱小得可以忽略不計,比如說「隼鳥2號」采樣的小行星——「龍宮」,其逃逸速度大概只有1米/秒,所以從月球和小行星上采樣返回的技術難度就要低得多。

值得一提的是,盡管把火星土壤帶回地球的技術難度很高,但以人類目前的科技水平也不是不可能辦到,實際上,人類已經提出了兩個從火星采樣返回的計劃。

其中的一個是來自NASA和ESA的「火星樣品回收計劃」(Mars Sample Return,簡稱MSR),該計劃的第1步和第2步已由「毅力號」初步完成,該探測器攜帶了43根用于收集火星巖石、土壤和大氣樣本的試管,其中的一部分已經采樣完畢,目前正在等待下一步的任務。

預計在2026年,另一艘宇宙飛船將會從地球表面發射升空,當它抵達火星后,會環繞著火星運行,在此之后,采集好火星樣本將由一枚小火箭從火星表面發射升空,然后與環繞火星的宇宙飛船對接,隨后這艘宇宙飛船將會踏上歸途,并于2031年將火星樣本帶回地球。

另一個計劃則是「天問三號」火星探測任務,大家都知道,「天問一號」火星探測任務已經順利完成,實際上,「天問一號」只是探測宇宙深空的一系列任務的開始,按照計劃,2025年將會實施「天問二號」小行星探測任務,該任務將對一顆編號為「2016HO3」的小行星進行伴飛并取樣返回。

「天問三號」則是直接將火星樣本送回地球,按照計劃,「天問三號」將于2028年發射升空,并一次性地完成飛抵火星、登陸火星和在火星表面的采樣返回,預計在2031年,我們就將獲取到來自火星的土壤,不得不說,這實在是令人期待。

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