地球的近邻.doc

地球的近邻火星是地球的另一个近邻，按照距离太阳由近及远的次序，它是第四颗行星。用肉眼看上去，火星荧荧如火，发出暗红色的光芒，其位置亮度亦常有变化，令人迷惑。我国古代称其为“荧惑”。古欧洲人称其为Mars（玛尔斯）,意为战神。17世纪初，著名德国天文学家开普勒发现，火星绕太阳公转并非是匀速圆周运动，其轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；当火星离太阳近时，运行的速度较快些，在离太阳较远处时，便减慢运行速度。后来，开普勒在此基础上提哦出了行星运动三大规律，为几十年后牛顿万有引力定律的发现奠定了良好的基础。火星的赤道半径为3398公里，自转周期为24小时37分23秒。火星的轨道偏心率是0.0934，远日点距离是24920万公里。近日点距离是20670万公里。火星公转周期约687天。火星在椭圆轨道上运行时，同地球的距离变化很大。火星与地球的会合周期是779.87天，即大约每各这样一段时间，火星接近地球一次。当地球和火星运行到太阳同一侧并差不多排列在同一条直线上，称为火星冲日。每次冲日前后，火星同地球的距离较近，但是，每一次的距离又不相同。当火星在近日点附近距离地球最近，称之为火星大冲。火星冲日时与地球的距离在5570万公里至12000万公里之间变化。1877年，意大利天文学家乔*斯基帕雷利用天文望远镜观察火星大冲时发现，火星表面有一些又细又长的黑线。他当时称之为“Canali”（意大利语为“水道”）这个词在译成英文时被译成了“运河”。火星上有运河？！那么，它是谁挖的呢？这很快成为爆炸性新闻，轰动了世界。当时很多天文学家都把望远镜转向火星，以一睹为快。有一位叫洛韦尔的美国天文学家，变卖了家产，在亚利桑那州一块海拔约1.6公里的沙漠高地上建成了私人天文台。这里避开了城市的光污染，可以仔细地观察火星。 洛韦尔经过十几年的观测，拍摄了几千张火星照片。他向世人宣布，他看到了几百条火星运河。洛韦迩判断说，运河是人工开挖的，因此火星上必然也有人类存在。就在斯基帕雷利发现火星“水道”的同年8月，美国天文学家阿*霍耳发现了火星的两颗卫星。火卫一离火星中心9450公里，公转周期7.7小时；火卫二离火星中心23500公里，公转周期30.3小时。因此，在一些人大肆宣扬火星运河时，又出现了文明的“火星人”发射了“人造火星卫星的神话”。不少人以“火星人”为主角的文学作品也应运而生。1897年，一位叫威尔士的科幻小说家，在一部作品中把“火星人”描写成章鱼触手的既聪明又残忍的怪物，描写了他们攻占了地球，用各种新式武器杀人放火，引起了一场星球大战。二十世纪四十年代，还有人把威尔士的作品改编成广播剧。很多冷静的科学家认为，火星是不可能存在的。火星的直径约比地球小一倍，周围有不太厚的大气层，其中的氧和水汽含量不会超过地球相等面积含量的千分之一。在天文望远镜里，它表面很明亮，在两极有两块白色的区域，称为“极冠”。在火星红色表面的反衬下还有一些略呈绿色的暗块。由于这些暗块随季节发生变化，使人联想到那可能是火星上的绿色植被。为了探索火星的秘密，六十年代以来，美国和苏联先后发射了一些无人驾驶的火星探测器，取得了很多科学成果。1966年7月14日，美国的“水手4号”首次在距离9.600公里处飞跃火星，向火星拍摄了22张照片，包括了约1/10的火星火区，照片显示出火星表面分布有许多环形山、火山和沙漠。沙漠中的沙砾常被大风卷起，形成黄色的“云”状风暴。1971年5月19日和28日，苏联发射了“火星2号”和“火星3号”。半年后它们先后进入了环绕火星的轨道，真正成了火星的两颗人造火星卫星。后来，“火星3号”的着陆舱首次登上了火星，但由于正赶上火星尘暴，着陆后只工作了20秒钟，未能发回有价值的资料。而两颗人造火星卫星在火星轨道上工作了约8个月，向地球发回了有关火星表面、大气状况方面的探测资料。1971年5月30日，美国发射了“水手9号”，同年11月14日也成为一颗人造火星卫星，它测绘了火星地形、地貌。随后，美国科学家为火星上的一些火山和峡谷命名。“水手9号”在轨道上工作了约一年，发回了7.329幅照片及火星的科学数据。1975年8月20日和9月9日，美国有发射了“海盗1号”和“海盗2号”无人探测器。它们的登陆舱分别于1976年7月20日和9月3日在火星上软着陆成功。“海盗1号”的轨道器至1980年8月；登陆舱于1982年11月停止向地球发射信息；“海盗2号”轨道器工作至1978年7月，登陆舱于1980年初关闭。由海盗号发回的照片等资料知道，飞船着陆点附近的景色一片荒凉。两个着陆器监视天气（气压、温度、风速和风向）的时间都长达一个火星年以上。温度范围从150K（较北的“2号着陆器”）到第一个探测器处的250K以上，而且在任何一天，每个地点的温度日变化均达35-50K。在这么寒冷的条件下，显然不会有任何复杂的生命存在。火星上的山大都是环形山，但在数量上比月球环形山少得多。环形山可以分为两种，火山成因的和陨石撞击而成的。除了“水手9号”发现的一些干涸的河床外，海盗号有发现了一些水流侵蚀的地面景象。科学家由火星表面照片分析指出，火星上曾发生过洪水泛滥。水从何处来呢？科学家们认为，在太阳发展史中某一短暂而拥有巨大能量的阶段，内行星丧失了它们的早期大气。地球火山喷出的最丰富的气体是水和二氧化碳，其他行星的喷发情况也大概如此。所以，火星的流水必定来自其表面上星罗棋布的火山。火星上酷似月海盆地的熔岩平原有一些火山。最大的火山是一座称为奥林匹克的火山。其高耸的山峰高过周围平地24公里，是地球珠峰的三倍！这座火山基地直径约500多公里，火山口直径约60公里。从山的腹地，可以清楚的看到火山熔岩流的痕迹。此外，还有三座大火山同奥林匹克山一起组成一个火山群。人们发现，火星的火山主要分布在北半球而接近赤道，而底部平坦的环形山则大多位于火星赤道的难侧。火星上另一壮观是巨大的峡谷“水手谷”。“水手9号”发现，这条峡谷长4.000公里，宽200公里，从边缘向下深约6-7公里。它比地球上最大的峡谷科罗拉多河峡谷（长46公里，深约1.8公里）壮观的多！科学家们分析，“水手谷”也许是几十亿年前两个板块分裂留下的巨大裂隙。人们在地面上通过望远镜观察到，火星的北极冠比南极冠大些，还发现南极冠到夏季就消失了，而北极冠一年四季都存在。海盗号轨道飞行器发现北极冠大部分由水冰构成，南极冠则可能是冻结的二氧化碳。海盗号精确的测量了火星北极夏季温度在-73-58之间。这样的温度不致使二氧化碳凝固，但却是以使水结冰。干冰（二氧化碳）在-120以后就会升华为气态。由此说明，北极冠是由普通冰水冰构成。一个科学家认为，火星北极冠中心部分冰的厚度这八百米到几千米，如果火星上仍然发生构造运动，那么所释放出来的热量可能会部分地被破坏火星的永远封冻状态，火星上将可能出现河流。有的科学家还设想改造火星，即用核能装置（巨型原子弹）引发火星火山或火星引起火星地震的办法释放热量，使冰解冻，形成由普通水构成的大海或湖泊，并产生浓厚的大气层、土层。这样也许会使火星成为一颗生命栖息的星球。火星的两颗天然卫星始终是天文学家很感兴趣的两个天体。“水手9号”拍得的照片揭示了它们的样子；活象两个“病马铃薯”，其表面布满了陨星坑。这两个火卫非常昏暗，返照率很低。科学家根据其返照率值重新计算了火卫的大小，大致可用三轴椭球体来描写其形状/火卫一的三个主直径为27、21、19公里，火卫二的三个主直径为15、12、11公里。“水手9号”还测知两个火卫的自转与公转同步。这一情形似乎与月球永远以一面朝向地球的情形一样。“海盗号”发现两个火卫完全被陨星坑所覆盖，在老的陨星坑上总是叠加有新的陨星坑。天文学家把这种情况称为饱和。沿着火卫一赤道方向有一类平行的细槽，它们不间断的平行延伸几公里，穿越陨星坑并在达到火卫一背面时才消失。这种特征使天文学家莫名其妙。1988年7月，苏联先后发射了两颗“火卫一”探测器。“火卫一”1号在飞行途中，因地面人员错发了一个指令而导致失败；“火卫一”2号虽然在去年3月进入绕火星飞行的轨道，并工作了一段时间，后来也出现故障而失败。去年，美国总统布什在纪念载人登月20周年大会上发出了重返月球和载人探测火星的倡议。美国宇航局抽调了数百名雇员，研究落实方案和计划，在三个月中，写