火星上发现液态水,人类是不是不用去月球了,直接登陆火星?

准确的说火星发现液态水会加速人类登陆火星的计划,但非可不可以登陆火星的依据,因为登陆火星的技术跟火星有没有水并没有关系。

火星与月球,哪个跟难一些?

火星直径6790千米,距离地球最近也超过2.2亿千米,月球直径3470千米,一直环绕着地球公转,距离38万千米左右,从距离来看明显是月球更容易一些,当然这是想当然的判断,事实上却需要分析多个条件:

月球距离近,火星距离远

月球无大气,火星有一个稀薄大气层

月球通讯延迟小,火星通讯延迟长,甚至会可能中断通讯

首先从距离来分析

出发去月球和火星都需要第二宇宙速度,也就是脱离地球的速度,这个速度是11.2千米/秒,但到达月球的椭圆轨道远地点是38.4万千米外的月球,而到达火星的椭圆轨道远地点至少也是5500万千米!

一般前往月球的飞行器都会使用这种在近地点点火加速,让椭圆轨道的远地点不断延伸,一直到远地点进入月球的引力范围,然后再减速被月球引力捕获,进入环月轨道,在择机登陆月球。因为使用这种多次点火的方式入轨,尽管时间会比较久,但节省燃料与投资,在不赶时间无人探测方面是优选的!

但要登陆火星就不是那么容易了,首先火星和地球是在太阳不同距离上公转的两颗行星,在公转的不同时间里,两者之间的距离会从5500万千米到4亿千米不等,因此等探测器用这种绕轨的方式绕到能够着火星时,火星应该刚好出现在那里,当然也可以中途稍稍修正下,但初期轨道计算还是要比较准确,否则连修正的机会都没有了!

这是印度曼加利安探测器前往火星之路,推力不够时间来凑,只能一次次不厌其烦的绕才可以!因此不仅控制计算难度增加,火箭燃料也需要大大增加,我们可以从登月火箭和未来登陆火星的火箭做个对比,难度差多少

上图是执行嫦娥计划的长征系列火箭运载能力

上图是长征五号的运载能力,很明显未来执行火星探测任务的长征五号要比三号强得多。

月球无大气,火星有大气,哪个容易登陆?

重返大气层大家都知道,不死也得脱层皮,因此火星有大气肯定很难,但事实上却不是这样,主要是火星大气稀薄,它可以作为部分减速,但在稀薄大气中打开降落伞可不那么容易!而月球无大气则没有这个压力,但有一个事情我们必须要了解,我们从月面发射到月球轨道需要多少燃料,那么从月球轨道返回月面时也要多少燃料,没有大气层消耗,必须要燃料来减速。因此登陆月球的燃料是“双份”的!

NASA洞察者登陆火星,正在穿过大气层(示意图)

嫦娥三号登陆月球,全程动力下降

火星通讯延迟是最要命的

月球通讯延来回也就2S,就是感觉和一个反应慢点的人聊天,还能够接受,但火星至少也有3分钟的延迟,最慢需要二十几分钟(单趟),来回就更久了!还有火星自转遮挡,还有地球太阳和火星的轨道,因此这个难度是超高的。

另外与深空探测相关的航天器定位很多朋友可能忽略了,一般在执行月球和火星探测以前,在甚长基线干涉定位上必须要先过这个难关,否则航天器到哪了都不知道才是最大的问题。

洞察者登陆时的中继小卫星

几个因素来看,距离成了难度的第一要素,距离一远,啥问题都跑出来了!拍脑袋确定的难度还真没错!

水会成为我们登陆火星的关键因素吗?

火星有水其实大家都知道了,毕竟两极的冰盖(部分为二氧化碳)封冻的水也是天文数字,在火星北部的Korolev陨石坑内,常年被1.8千米厚的冰层所覆盖。

这不是二氧化碳的干冰哦,可是确确实实的水冰,因此火星上一直都有水的存在,2018年7月,火星特快探测器发现火星南极附近表面以下约1.5千米处存在一个直径达到20千米的盐湖。

其实对于人类登陆火星的资源利用角度来说,1.5千米以下的盐湖根本就没有用处,不只是我们无法饮用盐水,而是它实在太深了!而在撞击坑内的水冰对我们更容易些,所以发现液态水根本就不是我们登陆火星的理由!但液态水的发现另具重大意义!

火星有液态水意味着什么?

咸水我们没法直接饮用,1.5千米深以下也没法用,有什么意义?其实这意义就大了!

表示远古火星曾经存在海洋或者至少是湖泊

有大片水域存在过,意味着曾经可能有生命

大片的冰层要渗透到地下是不可能的,除非地质运动全部掩埋,但这个盐湖直径达到了20千米,明显就是不可能的事情!因此从液态的海洋或者湖泊渗入地下空间是非常有可能的!

那么问题来了,渗入地下的水体中是否含有火星远古微生物呢?现代火星已经成了不毛之地,火星沙尘暴也刮了数亿年,火星远古生物的遗迹早已消失不见,如果能在盐湖中找到生命,这个意义有多大?

太阳系中第二个存在生命的天体

这个发现将会被记录于在册,名垂青史,当然更重要的是科学意义,对于研究生命起源,更是多了一条火星的演化路子,对于系外行星生命的研究,同样极具参考意义!

无论火星是否有生命,登陆火星都计划都不会改变,因为火星有水,引力也比较小(只有地球的1/3),也有二氧化碳大气层,有各种所需的资源,作为未来的深空前进基地再好不过!