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三问青海火星模拟基地:中国最像火星的地方
新闻来源: 泰伯网    发布时间:2017-08-25

近日,中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。据报道,该基地将集科学传播、旅游观光、体验休闲、科学实验于一体。当地主管部门表示,希望将其打造成我国首个火星文化创意体验基地。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?


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为什么建在青海

项目所在地——青海省海西州大柴旦红崖地区,在专家眼中是“中国最像火星的地方”。笔者了解到,该地区在地貌、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。

为什么要建模拟实验舱

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,以此开展各种实验。例如从野外模拟实验场采集盐类样品,放到模拟火星环境下进行结晶实验,看看火星的盐类结晶顺序跟地球上有何异同。还可以开展微生物生存实验等。

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。但也有些东西难以模拟。例如火星上极为微弱的磁场、只有地球1/3的重力等,虽然并非完全无法模拟,但成本很高。

“通过探测数据,我们已经知道了火星现在的样子,研究的目的是要搞清楚它为什么会变成这样。”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。

为什么要开展模拟试验

除了在基础研究领域,模拟试验也在航天工程中发挥了作用。航天专家、《国际太空》杂志社执行总编庞之浩介绍说,针对火星探测,国内外已经开展过数次模拟试验。

2011年11月4日,包括中国志愿者王跃在内的6名志愿者走出封闭舱,标志着著名的“火星500”试验结束。庞之浩介绍,该试验由欧洲航天局与俄罗斯生物医学研究所合作开展,模拟了250天飞往火星、30天登陆火星、240天返回地球的过程。2015年,美国在夏威夷莫纳罗亚火山开展了为期一年的火星生存试验,模拟航天员在火星基地里的生活。此外,国内也开展了“月宫365”“太空180”等试验,模拟在太空的长期生活。

对于人类未来的火星探测计划,庞之浩认为还有许多问题需要通过试验来解决。例如航天器在火星降落时的“恐怖7分钟”,以及航天员经过长期太空飞行来到火星,微重力变为低重力对体液转移、骨质、肌肉的影响等。

他还说,中国嫦娥三号月球车开展地面试验时,试验场模拟了月球土壤环境,并通过横向和纵向的牵引,模拟了月球的重力环境。未来研制火星车时也应该如此。