航空航天
寻找火星大气层——了解过去事件是实现殖民的关键
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太空探索是一个价值万亿美元的商机。 据麦肯锡估计，到1.8年，全球太空经济规模将达到2035万亿美元（考虑到通货膨胀），高于630年的2023亿美元。
促使投资者加入太空探索潮流的亮点之一是 火星殖民。关于火星及其行为的科学知识和数据的增加，促使更多研究集中在火星上的潜在建设上。但在深入研究了解火星的最新研究之前，让我们先简要概述一下火星任务的进展情况。
重要火星任务简史
超过 五十年前1965 年，美国宇航局的水手 4 号抵达火星，并向地球发回了 21 张照片。六年后，即 1971 年，苏联的火星 3 号着陆器在火星上实现了软着陆。同年，美国宇航局的水手 9 号发现了火山和水手谷， 它拍摄了数千张照片，最终将它们从火星轨道发回。
来源: 美国航空航天局
1976 年，海盗 1 号和海盗 2 号抵达火星，并将着陆器送至火星表面。虽然每艘航天器 可以安全返回 多年的数据， 他们 无法证明火星上存在微生物。
1976年以后，火星任务花了二十多年的时间才取得重大突破。 这是在1997 美国宇航局的“探路者”着陆器和“索杰纳”探测器抵达火星表面。
来源: 研究之门
2001年 美国宇航局的火星奥德赛 开始到目前为止，这是针对火星的最重大的探索之一 二十多年来 将数据从红色星球传送到地球。
火星之旅并不只局限于美国的努力。 许多其他国家也加入了 这些因素包括原料奶的可用性以及达到必要粉末质量水平所需的工艺。 随后几年，中国也开始陆续发射火星探测器。例如，2014 年，印度的“轨道飞行器”任务抵达火星。2021 年，阿联酋的首个行星际飞行器“希望号”抵达火星。2021 年，中国的“天问一号”任务进入轨道。三个月后，中国成功发射了 其部署 着陆器和探测车。
目前，许多国家和企业都在积极致力于 更好地了解火星. 知名研究机构包括 也尽最大努力. 麻省理工学院开展的任务就是其中之一，该机构的最新研究表明，火星缺失的大气层可能并非“消失”，而是藏匿在显而易见的地方。
火星“消失的大气层”之谜
从严格的科学角度来说， 这项研究由 Joshua Murray 和 Oliver Jagoutz 发表，量化了超镁铁质蚀变对早期火星碳循环的影响。
他们计算了诺亚时期粘土储存有机碳的能力。他们的计算（后面会讲到数值部分）可以帮助计算储存库的容量， 使用 作为长期任务的能源。研究结果还阐明了水-岩反应对行星大气演化的控制作用。
虽然这些听起来太科学了， 普通人 去理解和领悟， 科学家通过他们的研究提出了什么 火星缺失的大部分大气可能被锁在了该星球的粘土覆盖的地壳中。科学家们进一步阐述了这一现象的起源，强调了水在火星上存在时渗入某些岩石类型并引发缓慢的连锁反应的可能性，这些反应逐渐将二氧化碳从大气中吸收并转化为甲烷。
甲烷是碳的一种形式，可以在火星的粘土表面储存数万年。这项研究对关注火星的科学界最有用的成果是，这种被封存的火星碳有可能被回收并转化为推进剂，为未来火星和地球之间的任务提供燃料。
据该研究的作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系 (EAPS) 地质学教授 Oliver Jagoutz 称：
“这种甲烷可能仍然存在，甚至可能在未来被用作火星的能源。”
了解地球历史的重要性
虽然这项研究及其发现对我们的未来具有巨大的潜力，但 突破 不可能有 科学家们已经 如果他们没有研究过这个星球的历史和构成的话。
揭示这一历史的努力带来了一些关键见解。例如，对火星表面的一些远程测量表明，火星地壳至少有一部分含有超镁铁质火成岩。这些岩石的形成过程与地球上蒙脱石的形成过程相似。
蒙脱石是一种表面粘土矿物，被认为是一种高效的碳捕获剂。一粒蒙脱石带有许多褶皱，使碳能够不受干扰地存在数十亿年。
超镁铁质蚀变对火星的影响也类似。由于这种蚀变而形成的诺亚纪粘土可以储存有机碳。 最多可吸收 1.7 巴的二氧化碳 在粘土表面。将非生物产甲烷作用与火星δ13C历史的最佳估计值结合起来，科学家们预测火星上将存在一个二氧化碳当量的储层，储层压力为0.6至1.3巴。
科学家们对超镁铁质岩石现象进行了深入研究。他们探索了水与火星深层超镁铁质岩石发生反应的可能性，这种反应会产生覆盖火星表面的粘土。他们的研究使他们相信这块岩石富含橄榄石矿物。
他们进一步研究了这些富含橄榄石的岩石储存碳的前景和潜力，这使他们声称橄榄石可能与地壳中渗出的水发生反应。橄榄石是一种富含还原铁的矿物，可能与水中的氧结合，从而释放出氢气，形成红色的氧化铁，这赋予了这颗行星颜色。
最后，水中的游离氢会与水中的二氧化碳结合形成甲烷。
这项研究得到了美国国家科学基金会的部分资助，可能会改变游戏规则，因为参与的科学家提出了多项重要主张。
“我们认为，在火星的历史上，二氧化碳无处不在，存在于每个角落，渗透过岩石的水中也充满了二氧化碳。”
– 约书亚·默里
科罗拉多大学地质学名誉教授、火星大气与挥发物演化 (MAVEN) 任务首席研究员 Bruce Jakosky 阐述了这项研究的重要性，他自 2014 年以来一直在绕火星运行并研究火星上层大气，他发表了以下言论：
“Murray 和 Jagoutz 研究了岩石与大气的化学相互作用，以此作为去除二氧化碳的手段。根据我们对风化程度的估计，这可能是从火星早期大气中去除二氧化碳的主要过程。”
总而言之，这项研究挖掘了这颗红色星球的历史，以了解早期较厚的大气层中二氧化碳的去向。这个问题对于了解火星的大气层、气候和微生物的宜居性无疑是至关重要的。
除了研究机构外，还有一些公司对探索火星感兴趣，其中之一就是SpaceX。
＃1。 SpaceX公司
SpaceX 的火星任务 以铺路为愿景的作品 人类走向多星球之路。著名的 SpaceX 创始人埃隆·马斯克, 他是太空探索及其他领域的全球热门人物，他对其公司的火星任务抱有极大的雄心。
“你希望早上醒来时觉得未来会很美好——这就是太空文明的意义所在。这就是相信未来，相信未来会比过去更好。我想不出还有什么比走出太空，置身于星空之间更令人兴奋的事了。”
– 马斯克在概述他的愿景时
SpaceX 火星解决方案：星际飞船
Starship 是 SpaceX 的太空飞船， 超重 火箭队的组合。 代表 这是一种完全可重复使用的运输系统，旨在将机组人员和货物运送到地球轨道、月球、火星及更远的地方。 它被誉为世界上有史以来最强大的运载火箭，可运载 150 公吨（完全重复使用）和 250 公吨（消耗性）的运载重量。
SpaceX 官员称，该火箭有六个月时间抵达火星，将以每秒 7.5 公里的速度进入火星大气层，采用空气动力学减速，具备在轨补给能力，可向火星运送多达 100 吨的物品。
由于具有高度的重复使用能力，油轮有可能降低任务成本，因为主要成本仅仅是氧气和甲烷的成本，这完全是一种低成本的做法。
SpaceX 感兴趣的原因 在火星上 多维的该公司认为火星是距离地球最近的宜居邻居之一，拥有充足的阳光。尽管它承认 星球的寒冷，它有信心让其升温。
然而，马斯克承认，火星任务仍然耗资巨大。 他自己的X帖子 从本月初开始：
“目前，将每吨有效载荷运到火星表面的成本约为 100 亿美元。如果要在火星上建造一座自给自足的城市，成本需要提高到每吨 10,000 万美元，因此技术需要提高 XNUMX 倍。这非常困难，但并非不可能。”
SpaceX 与 NASA 合作。26 年 2024 月 XNUMX 日， 美国宇航局邀请公众作为虚拟嘉宾参与 在该机构的 SpaceX Crew-9 任务发射中，NASA 宇航员、指挥官尼克·黑格和俄罗斯航天局宇航员、任务专家亚历山大·戈尔布诺夫将乘坐 SpaceX Dragon 飞船进行飞行，该飞船将于美国东部时间 1 月 17 日星期六下午 28:40 之前从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军站的 XNUMX 号航天发射中心发射升空。
SpaceX 被视为最重要和最神秘的私营公司之一 这 从一家无利可图的公司成长起来 据报道，收入为 2 亿美元其中，9年为2023亿美元，15年预计为2024亿美元，收益为3亿美元。
＃2。 蓝色原产地
另一家公司 那是 与 Space X 在同一市场领域运营的著名公司是杰夫·贝佐斯的 蓝色原产地。 它 作品 “修建一条通往太空的道路，以便我们的子孙后代能够建设未来”的使命。
蓝色起源成立的愿景是让数百万人能够在太空生活和工作，造福地球，它设想未来人类能够利用无限的太空资源，并重新安置 这些因素包括原料奶的可用性以及达到必要粉末质量水平所需的工艺。 保护地球以外的有害产业H-our 蓝色起源。
电子产品生产专员 有自己的愿景 分解为可实现的任务组成部分，包括通过可重复使用的火箭增加进入太空的机会, 它希望开发未来的太空飞行器 这将是 只有可重复使用的运载火箭和安全的太空系统， 低成本并满足所有民用、商用和国防客户的需求。
该公司自 2012 年以来一直在测试其新谢泼德火箭及其冗余安全系统。迄今为止，它已成功执行了 22 次连续任务，其中包括三次成功的逃生测试。该公司认为，可重复使用是降低进入太空成本的唯一途径，其两种解决方案——新谢泼德和新格伦——从一开始就考虑到了可重复使用性。
这里值得一提的是 美国宇航局发射服务计划 (LSP) 获批 新格伦逃逸和等离子体加速与动力学探测器 (ESCAPADE) 合同，是美国宇航局行星探索小型创新任务 (SIMPLEx) 计划的一部分，该计划是研究火星磁层的双航天器任务。
据最新报道，蓝色起源已筹集 $ 596.4M 超过 8 轮 到目前为止，最新一轮融资是 Grant – VII 于 34.7 年 25 月 2023 日以 XNUMX 万美元的价格出售。
总结思考
毫无疑问，世界上最有远见的商业领袖正在探索火星。同时，许多国家最好的研究机构和航天机构也参与其中。目标是建立一条安全、经济高效的火星路线。
然而，每个利益相关者都清楚地知道，成功取决于对地球过去发生的事件的有效理解。 根据 NASA 的官方承认， 多年来，该机构“一直致力于系统性努力，以确定火星的早期历史，以及如何帮助我们了解包括地球在内的宜居星球的形成和演化。”
然而，这些努力需要更多的资源，包括财政和智力资源。例如，美国宇航局启动的样本返回计划，旨在寻求创新设计，将宝贵的火星样本带回地球，这将是美国宇航局有史以来最复杂的任务之一。该计划的预算为 11 亿美元。
根据 NASA 局长比尔·尼尔森的说法：
“安全着陆并收集样本，用火箭将样本送往另一个星球——这在以前从未发生过。 完成了 之前——安全地将样本运送 33 多万英里返回地球并非易事。我们需要打破常规，找到一种既经济实惠又能在合理时间内返回样本的方法。”
在所有这些庞大的任务正在进行的同时，人们还必须记住，对试验性太空计划的资金分配也可能意味着在努力使我们的地球可持续发展时会出现资源紧缩。必须保持平衡 受到打击 太空任务将为地球及其居民、人类文明、动物王国以及我们赖以生存的丰富自然环境带来福祉。
