第9章永恒生命元素与火星上的水_永恒生命元素

（五）木星：体积最大的行星，有美丽的条纹和众多卫星。

（六）土星：拥有壮观的光环系统，其卫星也各具特色。

（七）天王星：呈蓝绿色，自转轴倾斜独特。

（八）海王星：距离太阳最远的行星之一，有着深蓝色的外观和风暴。

六、火星是太阳系八大行星之一，是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一。

中国古代称火星为“荧惑”，在西方古罗马的神话中，把它想象为身披盔甲浑身是血的战神“马尔斯”，即希腊神话中的战神阿瑞斯。以下是对火星的详细介绍：

基本特征：

轨道：火星的轨道是椭圆形的，偏心率为0.0934，在太阳系八大行星里排名第二。它在近日点和远日点与太阳的距离差异可以达到4250万千米，而火星与地球之间的最小距离才只有5570万千米。

自转：火星的自转周期是24小时37分22秒，自转轴与公转轨道面有一个25.19°的夹角，这意味着它与地球一样有着四季的变化。

尺寸：火星的质量是地球的10.7%，半径刚过地球的一半，赤道半径是地球的53.2%，极半径是地球的53.1%。它的平均密度只有3933千克/立方米，表面引力与水星相似，都是3.7米/秒2，相当于地球的38%。

大气：火星有着以二氧化碳为主的稀薄大气，平均气压是6.36毫巴，约为地球标准大气压的6%。火星的大气压随着季节变化有明显的波动，在夏季，冻结在极冠里的二氧化碳来到大气中，在冬季，大气中的二氧化碳回到极冠里，因此夏季的大气压可以是冬季的两倍。

表面特征：

地貌：火星表面有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山奥林帕斯山和最大的峡谷水手号峡谷。另一个地形特征是南北半球的明显差别，南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原。

极冠：火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。

卫星：火星有两个天然卫星，火卫一和火卫二，形状不规则，可能是被隔离的矮小行星。

探索历程：

早期观测：人类对火星的观测可以追溯到古代，早在公元前2000年左右，古巴比伦人就开始对火星进行观测。

近代探测：从20世纪60年代开始，人类开始对火星进行系统的探测。1960年，苏联发射了第一颗火星探测器，但未能成功到达火星。此后，美国、苏联等国家相继发射了多颗火星探测器，对火星的表面形貌、大气成分、磁场等进行了深入的研究。

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现代探测：21世纪以来，人类对火星的探测进入了一个新的阶段。2003年，美国发射了“机遇号”和“勇气号”火星车，它们在火星上工作了多年，取得了大量的科学成果。2012年，美国发射了“好奇号”火星车，它是目前为止最先进的火星车，对火星的地地质、气候等进行了更加深入的研究。2021年，中国发射了“天问一号”探测器，成功实现了火星环绕、着陆和巡视探测。

研究意义：

了解太阳系的形成和演化：火星是太阳系中最接近地球的行星之一，对它的研究可以帮助我们了解太阳系的形成和演化过程。

寻找外星生命：火星曾经是一个温暖而湿润的地方，可能存在过液态水和生命。对火星的研究可以帮助我们寻找外星生命，探索宇宙中生命的起源和演化。

为人类未来的太空探索提供参考：火星是人类未来太空探索的重要目标之一，对它的研究可以为人类未来的太空探索提供参考和借鉴。

总之，火星是一颗充满神秘和魅力的行星，对它的研究不仅可以帮助我们了解太阳系的形成和演化过程，还可以为人类未来的太空探索提供参考和借鉴。

七、人类在火星上利用水冰资源可能涉及的技术：

（一）水冰提取技术：

1. 钻取和挖掘：

类似于地球上的钻探技术，不过需要适应火星的低温、低压等环境。例如Honeybee Robotics公司提到的“rodwell”方法（包括连续油管等硬件）。

可以通过机器人携带小型钻探设备在火星表面较浅位置（一些区域仅1米之下就有水冰）进行钻取。

2. 加热融化提取：

在火星上通过向含冰的区域持续泵入热量（如利用核反应堆或太阳能集热装置等），融化冰形成水潭，然后将水抽取出来。

3. 物理暴露开采：利用火星上的一些地质活动（如火星风等造成的侵蚀等）使水冰自然暴露后进行收集。

（二）水的处理和利用技术：

1. 水净化技术：火星水冰中可能含有火星土壤、岩石颗粒等杂质，需要过滤等净化手段。

2. 水电解技术：

将水分解为氢气和氧气。科学家们已经设计出能在火星上运行的盐水转化为燃料和氧气的设备（其原理类似电解器）。

氧气可供人类呼吸以及作为火箭氧化剂；氢气可以作为燃料，用于火星车、飞行器等。

3. 水的储存和输送技术：

开发适合火星环境的高强度、耐低温的储水容器和管道系统等，将提取的水输送到不同的火星基地设施或飞行器中。

（三）相关辅助技术：

1. 火星水冰资源探测技术：

如轨道探测器上的雷达（如火星勘测飞行器携带的“浅层雷达”）来探测水冰大致位置和深度。

地面探测器搭载的光谱分析仪器等确定水冰的纯度等特征。

2. 火星环境适应技术：

为水冰资源开发设备建造防护设施，减少火星沙尘暴等对设备的损害和影响。

开发设备在火星极端温度（低至零下123摄氏度等）下的保温、正常运转技术。

八、关于人类在火星上利用水冰资源研究现状的一些方面：

（一）探测与认知层面：

1. 位置和分布：通过火星轨道探测器（如火星勘测飞行器等携带的雷达等设备）、着陆器的实地探测等，已经知晓火星的中纬度和两极地区存在大量水冰资源，且部分区域水冰埋藏深度较浅（如1 - 2米）。

2. 成分：对水冰的纯度等有了一定了解，有些区域的水冰较为纯净，而有些可能与火星土壤等混合存在。

（二）技术研发层面

提取技术相关研究：