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探测器列传:14.水手9号

2024/11/16
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科学史评话最新专辑

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People
旁白
知名游戏《文明VII》的开场动画预告片旁白。
Topics
旁白:本集讲述了1971年美苏两国进行的火星探测任务。苏联发射了火星2号和3号,都携带着陆器,但最终着陆失败,拍摄的照片质量也差强人意。相比之下,美国发射的水手9号探测器虽然起步较晚,但由于重量轻,速度快,率先进入火星轨道。然而,水手9号刚开始拍摄时遭遇了席卷全球的沙尘暴,导致初期图像模糊不清。在经历了数月的等待后,沙尘暴逐渐平息,水手9号得以拍摄到火星表面的清晰图像,发现了许多重要的地貌特征,例如塔尔西斯山群、奥林匹斯火山和水手大峡谷等。这些发现揭示了火星地质构造的复杂性,也为火星是否存在生命提供了新的线索。水手9号拍摄的7329张照片覆盖了火星表面80%,其数据量远超苏联探测器,为人类对火星的认知做出了巨大贡献。同时,本集也对比了美苏两国在火星探测上的技术水平和成果,展现了美国在这一领域的领先地位。 旁白:对火星沙尘暴的成因进行了深入分析,指出火星稀薄的大气层是形成沙尘暴的主要原因。火星大气层仅为地球的1%,无法有效调节温度,昼夜温差巨大,亮面和暗面温差也极大,这些因素共同导致了火星上容易出现大规模沙尘暴。虽然大规模沙尘暴发生频率较低,但小规模风暴却很常见。火星沙尘暴的持续时间很长,因为火星大气上下对流强烈,尘埃颗粒被卷入高空难以沉降。 旁白:详细描述了水手9号对火星地貌的发现,包括大量的火山(其中奥林匹斯火山是太阳系最高峰)、古老的河床、壮丽的大峡谷(水手大峡谷)和巨大的撞击坑等。这些发现表明火星的地形地貌非常复杂,暗示着火星可能曾经拥有温暖湿润的气候环境。同时,对奥林匹斯火山的形成过程进行了分析,认为其对称性规则的形态表明在火山生长过程中没有受到剧烈的板块运动干扰,这与地球上的火山形成过程有所不同。 旁白:对水手大峡谷的形成原因进行了推测,认为其可能与地下热点导致塔尔西斯高原隆起,以及流水侵蚀和陨石撞击等因素有关。此外,还对火星的两颗卫星进行了简要介绍,推测其可能是由小行星撞击火星后形成的。最后,总结了水手9号任务的成功,为后续的火星探测任务奠定了基础。

Deep Dive

Key Insights

为什么水手9号能够比苏联的火星探测器更早到达火星?

水手9号比苏联的火星2号和火星3号更早到达火星,主要因为它重量较轻,仅为半吨,而苏联的探测器携带了着陆器,总重量达到三吨。较轻的重量使得水手9号速度更快,飞行了167天就成功进入环绕火星的轨道,比火星2号早了13天,比火星3号早了19天。

火星上的超级沙尘暴是如何形成的?

火星上的超级沙尘暴形成的主要原因是其稀薄的大气层,仅有地球大气层的1%。火星的亮面和暗面温差极大,白天赤道附近温度可达27度,夜晚则降至零下100多度。这种巨大的温差导致气压不平衡,形成强烈的风,进而引发席卷整个火星表面的沙尘暴。这种风暴平均每六到八个地球年才会出现一次。

水手9号在火星上发现了哪些重要的地理特征?

水手9号发现了火星上复杂的地形,包括20多座高大的火山,其中奥林匹斯火山是太阳系最高的山峰。此外,它还发现了古老的河床、壮丽的大峡谷和巨大的撞击坑。火星上还有冰晶云、沙尘暴、雾、雪和风,表明其环境复杂,仅次于地球。

水手9号拍摄了多少张火星照片,覆盖了火星表面的多少面积?

水手9号共拍摄了7329张照片,覆盖了火星表面80%的面积,提供了关于火星的第一手资料。相比之下,苏联的火星3号仅拍摄了60张照片,数量上无法与水手9号相比。

火星上的水手大峡谷是如何形成的?

水手大峡谷的形成可能与35亿年前地下热点导致塔尔西斯高原隆起有关。隆起导致旁边的地层薄弱环节塌陷,形成裂缝。随后,流水侵蚀作用使裂缝不断扩大,最终形成了长达4000公里、深度超过7000米的超级大峡谷。

Chapters
本章节讲述了1971年美国和苏联的火星探测竞赛。美国的水手9号探测器尽管发射较晚,但由于重量轻,速度快,率先进入火星轨道。然而,它刚开始拍摄的照片却模糊不清,原来火星正经历一场席卷全球的沙尘暴。与此同时,苏联的火星2号和火星3号探测器也抵达火星,但都遭遇了技术问题,未能取得理想的成果。水手9号最终熬过了沙尘暴,为我们提供了火星表面的第一手资料。
  • 水手9号轻量化设计使其速度更快,率先进入火星轨道
  • 火星沙尘暴影响了水手9号的早期观测
  • 苏联火星2号和火星3号探测器都出现了技术故障,数据获取有限

Shownotes Transcript

相比之下,水手9号入轨精确度很高。所以在熬过这场沙尘暴之后,应该有不少的科学发现。就这么干等了两个多月,到11月底,沙尘暴已经开始减弱,完全平息则要到1972年的1月份了。 从水手9号发送回到照片上,大家看到有4个火山口非常明显,这些火山口非常高大,以至于高度远在沙尘暴之上。其中3座稍小一点的一字排开,间距均匀,后来这几座山被称为塔尔西斯山群,所在的这片高地被称为塔尔西斯高原。 这三座山包连成一条直线,在这条线的垂直平分线上有一座特别高大显眼的火山,后来被称为奥林匹斯火山。这个火山长期以来都是整个太阳系最高大的山峰。等到沙尘暴完全消退,科学家们终于看到了火星的真面目。原来火星地形非常复杂,不仅仅有大量的火山口,还有古老的河床,壮丽的大峡谷和巨大的撞击坑。水手9号发现了20座高大的火山,基本上都比地球上的火山要大。 火星上有冰晶云,有沙尘暴,有雾,有雪,还有风。这是一个相当复杂的星球,在整个太阳系,环境算仅次于地球的存在了。于是,一个老生常谈的问题又一次被问出来了,火星上有生命吗?我们的水手9号拍摄了7329张照片,覆盖了火星表面80%的面积,可以算是提供了第一手的资料。苏联的火星3号只拍了60张照片,数量上就完全没办法比了。苏联在火星探测上屡屡吃瘪,所以,有关火星的大部分知识,都是美国人提供的……

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