火星环境与地球的异同及绕火小卫星现状及发展.doc

目录 火星相关背景 2 火星与地球的相似之处 火星与地球的差异之处 火星地球化 3 目前绕火星卫星 3 勇气号、机遇号、好奇号凤凰号等非载人航天器可以为建立人类殖民地做好准备。探测车能够寻找地下水及其他资源，促进殖民地发展。车辆寿命短则数年，长则数十年。商业航天的近期发展显示，私人机构在未来也可能拥有探险车。采用机械人进行任务，花费较小，政治风险也较低。 火星勘测飞行器的工程设计 4 动力系统 电脑系统 导航系统 通讯系统 推进系统 火星相关背景 火星(Mars)是太阳系八大行星之一，天文符号是♂，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球的53%，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。在西方称为“战神玛尔斯”。橘红色外表是因为地表的赤铁矿(氧化铁)。 　　火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。与地球相比，地质活动较不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成，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。另一个独特的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。 火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。在地球，火星肉眼可见，亮度可达-2.9，只比金星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星亮。 火星与地球的相似之处火星一日的时间与地球一日的时间十分接近。火星的太阳日时长24小时39分35.244秒（参见火星时）。火星表面面积相当于地球表面面积的28.4%，稍微小于地球陆地面积（占地球表面面积的29.2%）。火星半径只有地球的一半，所以体积更小，平均密度也更低。火星平均气温为-3℃,自转周期为24.6个地球时,公转周期为687个地球日.与地球一样,四时之景不同.火星有很多特征与地球相似.它距离太阳22794万千米,约为日地距离的1.5倍火星的转轴倾角为25.19°，与地球的23.44°较为接近，亦因为此原因，火星的季节与地球的相似。但是，火星的1年相等于地球的1.88年，因而火星上各季节的长度，比地球长一倍公转一周为687日。火星北方上空并不是小熊座，而是天鹅座。火星有大气层，但非常稀薄，仅相当于地球大气层的0.7%，因此，火星只可以抵挡部分的太阳辐射和宇宙线。不过，宇宙船可以利用火星的大气层进行大气制动（Aerobraking）。NASA的火星探测漫游者、凤凰号火星探测器和ESA的火星快车号最近在火星进行过观测活动，证实火星蕴藏冻结的水。火星与地球的差异之处 大部分动植物都不可以在火星的极端环境生存，只有部分微生物和地衣能做到这一点。火星地表重力（Surface gravity）只有地球重力的38%，而人类目前并没有去避免人体出现与重力有关的健康问题的知识。火星的平均温度在186与268 K（零下87°C与零下5°C）之间，相较于地球而言，要寒冷得多（地球有记录的最低温度是南极洲的零下89.2°C）。在火星表面并没有现存的液态水。火星离太阳较远，其大气层所接收的太阳能（太阳常数）大约只有地球所接收的一半。不过，火星并没有浓厚的大气层和磁圈阻挡太阳辐射。火星的轨道离心率较地球为大，造成气温与太阳辐射的变化较大。目前火星上的大气压只有约7.5毫巴，远低于阿姆斯壮极限的61.8毫巴，不足以让人类在未配备压力设备的状况下生存。由于火星地球化工程属于长期的计划，短期内火星上的人造建筑都必须如同太空飞行器一样，配有压力设备，维持约300和1000毫巴气压。火星大气层当中有95％的二氧化碳，3％的氮，1.6％的氩气和其它气体的痕迹，包括共计小于0.4％的氧气。火星空气的二氧化碳分压有7.1毫巴，相比于地球的是 .31毫巴。人类二氧化碳中毒开始在约1毫巴。即使是植物，二氧化碳远高于1.5毫巴是有毒的。这意味着火星的空气是植物和动物完全有毒，即使在降低总压力。火星上的磁场极小，所以，火星偏向太阳风的能力不足。勇气号、机遇号、好奇号凤凰号等非载人航天器可以为建立人类殖民地做好准备。探测车能够寻找地下水及其他资源，促进殖民地发展。车辆寿命短则数年，长则数十年。商业航天的近期发展显示，私人机构在未来也可能拥有探险车。采用机械人进行任务，花费较小，政治风险也较低。 无人航天器可以通过储存燃油、氧化剂、食水、建筑材料等等消耗品，为未来的任务打下基础。航天器也可以在火星上兴建能源、通讯、居住、供热和制造设施，方便太空人执行任务。 2001火星探勘者登陆艇（Mars Surveyor 2001 Lander）的任