青海省海西蒙古族藏族自治州大柴日紅崖地區(qū)最近一下子走紅了,因為這里將建我國首個火星模擬基地,又被稱為“中國火星村”。今后在“中國火星村”,人們不出地球也能感受“火星之旅”。
中國最像火星的地方
擁有典型雅丹地貌群的紅崖地區(qū)給人一種蒼涼荒蕪的感覺,這里的主要地貌為荒漠,植被覆蓋很少;地質(zhì)上分布著河流、湖泊干涸的沉積物;物質(zhì)成分中有大量氯化物、硫酸鹽等水流蒸發(fā)后的殘留物等。其獨特的地形地貌、自然風(fēng)光、氣候條件使之成為專家眼中“中國最像火星的地方”。
作為地球的鄰居,火星距離太陽22794萬千米,約為日地距離的1.5倍;自轉(zhuǎn)軸與軌道平面的夾角為24度,和地球一樣有著一年四季的變化。真實的火星地形地貌是什么樣的,中科院國家天文臺副研究員鄭永春說,熒惑似火、沙礫遍地、狂沙飛舞、低溫干旱,這是火星給人的印象。
火星之所以有這個名稱,是由于它的巖石、沙土和天空是紅色的,肉眼看去就像是一顆引人注目的火紅色星球。人類三十多年的探測研究發(fā)明,火星是一個多巖、寒冷、覆蓋在模糊的粉紅色天空之下的不毛之地。今天的火星曾經(jīng)有過火山活躍時期、存在流星撞擊形成的巨大隕石坑、以及瞬間洪水沖刷的痕跡等。
火星另一個奇異特征是每年都要刮起一次讓人難以想象的特大風(fēng)暴,風(fēng)速之大是無法形容的。地球上的大臺風(fēng),風(fēng)速是每秒60多米,火星上的風(fēng)速竟高達(dá)每秒180多米,這樣強烈的大風(fēng)暴有時可以席卷整個星球。
火星表面的塵暴是火星大氣中獨有的現(xiàn)象,整個火星一年中有四分之一的時間都籠罩在漫天飛舞的狂沙之中。
火星上的平均溫度為零下23攝氏度,由于火星大氣稀薄而干燥,所以它的晝夜溫差很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球上的晝夜溫差。而且由于火星表面溫度低、壓力小,大氣中的二氧化碳和水大致都呈飽和狀態(tài),只要氣溫稍一降低,二氧化碳和水蒸氣就會凝結(jié)。另一方面,火星大氣中的水分極少,科學(xué)家估計,倘若把火星上的水冰全部融化成水,也只能在火星表面形成一個10米深的大海。與我們地球表面波濤茫茫的海洋相比,火星上的水量就顯得微不足道。
未來建造火星模擬實驗艙
在地球上尋找到一塊與火星地質(zhì)地貌相類似的地區(qū)著實不易,在科學(xué)家看來,紅崖地區(qū)的地質(zhì)地貌特征有助于開展火星和地球的環(huán)境對比研究,根據(jù)對地球環(huán)境演變的認(rèn)識,通過反推,可以了解火星過去的樣子。比如紅崖地區(qū)以前的鹽湖干涸后留下了許多鹽類沉積,這和火星上水流干之后鹽類的沉積過程是相似的?茖W(xué)家可以研究這些鹽類在什么條件下形成,通過鹽類沉積過程推斷過去水的鹽度、當(dāng)時的環(huán)境溫度。還可以根據(jù)流水作用的遺跡,推斷火星上曾經(jīng)的水流情況。
中國科學(xué)院月球與深空探測總體部主任劉曉群說,中國模擬火星基地,也就是中國火星村,將以“荒漠旅游觀光+外星生活體驗”為發(fā)展目標(biāo),以“科學(xué)+科幻+自然+生態(tài)+文化”為設(shè)計理念,是我國目前唯一建在野外荒漠地區(qū)類火星地貌中的火星科學(xué)文化創(chuàng)意休閑基地,其建設(shè)初衷是圍繞太空探索這一科技主題,在傳統(tǒng)文旅項目的基礎(chǔ)上增加科技內(nèi)涵,在文旅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上增添新亮點;鹦谴宓闹黧w部分由“火星社區(qū)”和“火星營地”?兩個功能區(qū)組成;鹦巧鐓^(qū)是以火星為主體的旅游文化園,主要面向普通觀光人群;火星營地是由若干艙段組成的高仿模擬火星駐留基地,其中駐艙體驗活動主要針對高端特需人群。
在劉曉群看來,未來還可進(jìn)一步創(chuàng)建和提供相關(guān)科學(xué)實驗條件為研究機構(gòu)服務(wù),開展科研和外場實驗工作。
在這個中國首個火星模擬基地,有著與火星類似的地質(zhì)地貌,如果只是光模擬出了火星的外表,那火星的內(nèi)在又如何在這里呈現(xiàn)呢?人們在這里除了體驗類似火星的環(huán)境,在這里還能感受到怎樣的火星生活?
中科院國家天文臺副研究員鄭永春透露,將來科研人員還會在這里建造火星模擬實驗艙,以此來模擬在火星上生活的細(xì)節(jié)。
火星的大氣壓力約是地球的1%,大氣成分約96%是二氧化碳;平均溫度最高約為20攝氏度,最低晚上可以達(dá)到零下100攝氏度,火星上的太陽光照強度比地球上更弱。鄭永春說,火星的這些環(huán)境條件都可以在艙內(nèi)模擬出來,比如可以從野外模擬實驗場采集鹽類樣品,放到模擬火星環(huán)境下進(jìn)行結(jié)晶實驗,看看火星的鹽類結(jié)晶順序跟地球上有何異同,還可以開展微生物生存實驗等。
據(jù)悉,這種火星模擬實驗艙應(yīng)該不會太大,科研人員可根據(jù)不同的研究目的,用它模擬火星大氣成分和壓力、溫度、光照等環(huán)境條件。但也有些東西難以模擬,例如火星上極為微弱的磁場、只有地球三分之一的重力等,雖然并不是完全無法模擬,只是成本可能會很高。