美帝之野望!NASA探索过哪些可殖民的星球……


星系花园·双子月·天文

花小蜜

常识科普人

今天的文,回应群友质疑,昨天既然出了题当然会给答案。以下内容将回答昨天贴文中涉及到的太阳系天体排行及太空殖民计划相关话题……还有,NASA这些年把白宫给的钱花到哪儿去了:

咱们的月球是系内第几大卫星呢

太阳系有多少个大月亮

哪些星球的水资源比地球还要多

火星为啥是星际殖民首选

川普和马斯克的火星计划

被炒得沸沸扬扬

殊不知

这些年NASA已追踪探索过太多星球

甚至远超公众的认知

咱们汇总一下

以飨读者

太阳系神奇的大卫星

谈到星际殖民

除了类地行星之极品火星外

太阳系内还有许多条件不错的大卫星

其中

两个比水星大

四个比月球大

好几个的水资源比地球的还多

它们将在火星殖民成功后

成为下一代理想的目标

届时人类将成为真正的星际民族

按尺码排行分别是

01

加尼米德星

Ganymede

木星月亮中第三位被发现的

它是太阳系天然卫星中

质量和体积的头牌

直径5262km

它也是著名的四颗伽利略卫星之一

当然是木星最大的卫星

体积比月亮大2倍多

比八大行星中的水星都要大

绕木公转时间为7天

川普喜欢批评NASA只花钱不干活

其实NASA也干了不少活儿

其中最重要的一项

就是探明了加尼米德星上的大海

这是NASA测绘的

加尼米德星海洋分布地图

和我们的母星地球相比

它是太阳系中几乎唯一的一个

拥有磁圈的卫星

而且

它还拥有一个稍微稀薄的

含氧的大气层

其中含有原子氧 氧气和臭氧

很可能还拥有电离层

对人类来说这绝对是个福音

02

泰坦星

Titan

太阳系天然卫星中

质量和体积排名第二的大佬

土星系统中第六个被人类观测到的

直径约5150公里

也比水星这个系内小主要大

它是土星最大的卫星

这些年NASA拍了好多泰坦星照片

然后把它们合成到一起

就成了泰坦星的世界地图

泰坦星是太阳系中唯一拥有

类似地球这样完美大气层的卫星

其地表大气压

是地球的1.5倍

而且氮气含量还非常高

泰坦星还有难以匹敌的水资源

它被认为是

太阳系中表面环境最像地球的星球

它的劣势只是稍微远了点

NASA的卡西尼号飞船

有个划时代壮举

在2017年9月15日光荣牺牲前

向泰坦发射出的探测器

为人类拍到了

极为罕见的泰坦星表面影像

创造了令人震惊的历史

无论是大气云层

还是地表的山峦和大洪水

人类亲眼目睹了

在遥远星球上亲切的生态情景

作为人类殖民的大热门

泰坦星的表面图像

令人振奋程度堪比哥伦布地理发现

03

卡里斯托星

Callisto

由伽利略在1610年首次发现

直径4800千米

是木星的第二大卫星

其体积几乎和太阳系小主水星相等

但质量只有水星的三分之一

虽然

它在四颗伽利略卫星中

距离木星最远

平均距离达到188万公里

但是它竟然也被木星潮汐锁定

所以只能一面向着木星

卡里斯托拥有一层非常稀薄的大气

主要由二氧化碳构成

NASA发射的伽利略号上的

近红外测绘分光仪

Near Infrared Mapping Spectrometer

在4.2微米段

勘查到该大气层的吸收特征

从而证实了它的存在

卡里斯托的电离层

则是在伽利略号的首次飞掠中

被发现的

然而后来的研究发现

大气这种密度

与大气中二氧化碳的

光致电离作用效果不相符合

所以

有科学家预测它的大气主要成分

应该是氧气

且含量为二氧化碳的几十到100倍

但这个结论依然存在争议

04

伊奥星

IO

它是太阳系天然卫星中的老四

直径3637.4km

比月球略大一点点

伊奥星的大气层极端稀薄

只有地球大气压力的十亿分之一

主要的成分还是二氧化硫

与不少外太阳系的卫星不同的是

伊奥与类地行星很近似

其表层由硅酸盐熔岩所构成

根据NASA伽利略号所观测的数据

它的内核

可能由硫化铁所组成

其铁质半径估计最少有900公里

由于距离太阳系霸主木星非常近

平均也只有42万公里

这颗星球很不稳定

表面的火山地震活动非常频繁

星体表面扭曲变形很厉害

连陨石撞击形成的环形山都会被扭曲

为证明自己没有白花钱

NASA列出了

探索伊奥星的历史时间表

确实

除了财大气粗的NASA

别的国家似乎都难以分心干这个活

NASA测绘的伊奥星世界地图

含所有的火山与峡谷

顺便一说

伊奥星不比地球小多少

它表面扭曲的程度要拜赐予大木星

和木星距离太近是灾难性的

说这句话的时候

我不禁联想起了流浪地球剧情

………………

05

月球

Luna

虽然人类号称半世纪前

就登上过月球

但这个近在咫尺的星球

对人类来说却是极其陌生的

它的土壤

它的可能的含水量

它可能的大气结构与引力场

甚至起源

人类都没有琢磨明白

这些年NASA还真没少在月面上花钱

月球直径3476.28千米

在太阳系已知天然卫星中

排行老五

这也是我们地球的唯一天然卫星

它的质量相当于地球的八十一分之一

体积相当于地球的四十九分之一

这几年NASA在忙啥呢

月球方面其实一直在忙着寻找水源

是的

你没有看错

和教科书的结论完全相反的是

NASA科学家通过不懈努力

在月面上发现了大量的water

那么

这意味着什么呢

这意味着月球基地的用水问题

可以得到解决了

月球

今后是可以殖民的目的地

这是人类的一项重大突破

在登火星之前

月面会出现人类的前哨基地

而随着工作者变多

月球基地有可能开启

可能的月面环境改造计划

这将对人类开启更遥远的星际旅行

带来巨大的帮助

所以2024年的月面捡屎计划

真的很值得期待呢

下图为最新的NASA月球计划

时间线

从2019年开始算起

每年都会有大动作

直到2028年基地开工

从今年到2028年

这期间

至少会有37次的发射任务

这将是个无比烧钱的宏伟计划

与此同时

作为白宫霸道总裁

急切地希望看到这笔投资真的见效

届时咱们真的有幸

在有生之年看见人类在另一个星球

忙活着搞基建做科研

以及筹备登上另一个大行星

06

欧罗巴星

Europa

太阳系第六大天然卫星

直径3138千米

这个奇葩星球是个富水星球

其表层数十公里厚的冰盖之下

有个液态水的海洋

它的海洋深达上百公里

科学家们认为这样的海洋里面

有着类似地球深海生物那样的生命体存在

原本科学家们对这款冰球

没有太大兴趣

然而

机缘巧合下拍到了它的巨大喷泉

这说明冰层下有活跃的大海

2017年4月

在一次新闻发布会上

美国宇航局宣布

要发射新的飞船来探测

遥远的土星木星卫星的羽状喷射物

因为它们很可能证明

外星生物的存在

论水资源的丰富程度

地球真不是太阳系的宠儿

许多人把地球的大海说成生命摇篮

实际上

地球的大洋实在太浅了

对比那些真正的外星海洋来说

07

崔盾星

Triton

太阳系第七大天然卫星

直径2706公里

它是海王星系统中最大的卫星

是个奇葩

它不但以逆自转的方向围绕海王星公转

与整个太阳系潜规则作对

而且有更多不太合乎常理的地方

有的天文学家认为

它是海王星从外部空间抓来的俘虏

1989年08月24日

NASA发射的旅行者2号

拍摄了它的近距离照片

在距离它53万千米的地方

这个太阳系中最冷的天体之一

具有复杂的地质历史

和一个相对来说比较年轻的表面

除了25%固态冰

崔盾星表面是其他岩石物质

它拥有一层稀薄大气

其主要成份是氮

以及极少量的甲烷

整体大气压约为0.01毫巴

表面温度低于40K

这在外太阳系已知天体中都算很低了

连冥王星的表面温度都有44K

崔盾这个冰冷之最的身份拿定了

神奇的是

和许多卫星不一样

崔盾星的表面很年轻很少有撞击坑

旅行者2号观测到

多个冰火山

或正在喷发的液氮甲烷混合喷泉

这十分神奇

考虑到它是遥远冰冷的海王星的卫星

旅行者2号拍摄了这三张连续图像。

照片间隔约45分钟

显示出间歇泉状的羽状喷射

向崔盾稀薄的大气中

喷射出了8000米高的云雾

团云顺风向右方漂移了大约150公里

在最后一个视图中

可以分辨出羽状喷射物的阴影

崔盾是太阳系中仅有的

3个拥有活火山活动的天然卫星

科学家们一直试图

用氮冰的物理属性来解释它的喷发

08

泰坦妮亚

Titania

太阳系第八大卫星

天王星系统被观测到的三号角色

直径只有1578公里

小于月球的一半

它的表面布满了孤寂的火山灰

星球内部的熔岩活动曾经很剧烈

这星球有个长达数千公里的

风力强劲的大峡谷

到目前为止

泰坦妮亚唯一清楚的相片

是来自于NASA旅行者2号太空船

1986年1月

旅行者2号飞掠它时拍摄到的

当时

这颗卫星是以南半球朝向太阳

因此观测不到北半球

这个星球的水含量相当多

结冰水的体积约占星体体积的一半

这对人类来说是利好


鉴于它的距离

没有海王星轨道那么远

美国人对它也是有一定兴趣的

天王星所有的卫星

都依据英国诗人莎士比亚剧作中的人名

天卫三的名称

来自仲夏夜之梦的泰坦妮亚

泰坦妮亚星的处境

又让咱们联想到了流浪地球

也就是说

别提拖出太阳系了

光是万里长征第一步走到了天王星轨道

地球表面的大海基本就冻成这样

由于远离太阳

那点地热能根本坚持不了多久

09

瑞亚星

Rhea

太阳系第九大天然卫星

1789年被发现后

天文学家卡西尼称呼了它为路易之星

Sidera Lodoicea

来纪念太阳王路易十四世

然而

威廉·赫歇尔的儿子约翰

仗势欺人把它们的名字全都改了

改成了泰坦神族一家门

的直径约为1519公里

这颗卫星的水含量

十分惊人

泰坦妮亚星还要多

占到了星体总体积的75%左右

比我们地球上的总水量也要多得多

早期天文学家估计

它拥有个岩石核心

然而

卡西尼号近距离探测的结果显示

它的轴转动惯量系数为0.4 kg

这样的数据表明

瑞亚的内部几乎都是完全一样的物质

因为岩质核心的存在

会使质量惯性矩落在3.4左右

所以

他其实很可能就是个水球

2008年3月6日

美国航天局NASA突然宣布

瑞亚竟然也有自己的光环

这是太阳系中唯一拥有光环的卫星

2008年8月19日

NASA通过卡西尼号

不但拍到了瑞亚珍贵的日食视频

而且

后来又拍到了

这个星球各角度的唯美肖像

土星一共有62个大大小小的月亮

其中53个

已经拥有了地球人的命名

13个

属于尺码大于50公里的大月亮

土星月亮们丰富的水资源

以及奇妙的羽状喷射物

会是下一轮NASA追踪的对象

当然

前提很可能是完成了川普2024任务

之后的某年开启新的探测

10

奥伯龙

Oberon

太阳系卫星尺码排行第十

直径为1514公里

只比前边的瑞亚小了一点点

不过它的质量超过了对方

所以它是太阳系质量第九大卫星

它是距离天王星最远的大卫星

星球中海量的水冰

几乎占了星体体积的一半

奥伯龙

是威廉赫歇尔在1787年发现的

然而

直到1986年1月

当美国NASA的旅行者2号飞过它身边

拍了一堆照片

它的真面目才被地球人认知到

这颗星40%的表面

都被旅行者2号拍了个遍

这算是一次很棒的飞掠考察

这颗星球的冰层下

含有足量的氨或其他抗冻剂

使得它能在遥远寒冷的外太阳系

保持住一个40公里深的液态的大海

这让科学家们无比神往

天王星的五个大月亮

原则上都可以支撑星际殖民

虽然条件比泰坦差很多

但人类只要殖民了泰坦星

距离登陆它们只是时间问题了

为何殖民第一站选火星

众所周知

火星不仅仅是距离地球最近的大行星

而且

与金星相比

火星作为一个殖民地

具备太多的物理化学优势了

火星和地球两颗行星的故事

始于40多亿年前

这两个星球在他们的幼年时期

有很多难得的共同之处

河流和湖泊侵蚀着它们的表面

火山口在它们的脸上留下麻点

山峰从它们的平原上升起

但似乎其中一个发生了神奇的变化

而另一个却没有


在地球滚烫的海水中

命运和化学定律

让氨基酸得以结合成复杂分子

在一个人类仍然难以理解的神奇过程中

星球设计师让细胞生命降临到了

这个蛮荒的星球

千古之后

我们所有的人类文化

希望和可能性都在极短的时间内产生了

与地球相比

火星的历史并没那么走运

曾经遍布河流湖泊的火星干涸了

火星比较小

大约是地球直径的一半

因此

在太阳系形成后留下的尘埃云中

它的冷却速度比地球快些

与总体积相比

更多的火星质量

暴露在冰冷的漆黑太空中

当它冷却时

它的铁镍核心很可能凝固了

NASA科学家们认为

当这种情况发生时

火星磁场关闭

这种可怕的状况剥夺火星的保护罩

直到现在

这种保护罩仍然能保护地球

免受太阳和宇宙射线伤害

时间

和过于明亮的太阳

在火星上可能的原生生命

有机会使空气变得更浓更热之前

就削夺了火星可怜的大气

在任何生命都无法改造沙漠之前

在任何智慧都无法仰望夜空之前

火星就成了底特律铁锈带

当地球肥沃且充盈着生命之时

火星这个孪生天体成了贫瘠孤苦的地方

对我们人类来说

这就是为什么火星是最棒的目的地

一些简单的改变

将其历史扭转为我们地球史

我们能够办到

Mars Science Laboratory的科学家

Ashwin Vasavada说

为什么我们要去火星呢

这是大多数科学家和科普作家的话题

火星很近

它几乎就在地球隔壁

你可以在半年内把机器人扔到那里

…………

这就是NASA的答案

它是地球人最容易到达的地方

但我有自己的答案

…………

这是一个你今天可以去的地方

就像去早期地球一样

你除去火星那尘土飞扬的外表

你就拥抱了

这个让人联想起地球的行星

就像在你的阁楼里发现了

一处尘土飞扬的地板

一点点地掸掉灰尘

你发现自己竟然能认出的其中的神奇

这就是我们喜欢它的原因

任何看过美国西部国家公园的人

都会觉得火星很亲切

尤其是那些充满了风蚀岩层

和令人惊讶的色彩的自然景象

在盖尔火山口的夏普山

Mount Sharp

好奇号自2012年以来

就一直在这里徘徊

这里的地形很可能类似犹他州

或科罗拉多州的

岩石呈红棕色

日晒部分被沙丘覆盖

然而

它们被风雕刻掉的山坡参差不齐

没有河流

或柔软的雨水给它们柔化边缘

天空中

火星总是与其他行星不同

部分原因是它是如此明显的红色

一个红色的没有链接的点

悬挂着一种威胁的气氛

它的颜色来自氧化铁

与使血液变红的化学反应一样

许多古文明

把火星与战争和死亡联系在一起


与其他太阳系大行星迥然不同的是

火星的一天

比我们地球的一天仅仅只长了40分钟

它的旋转轴

比我们的转轴倾斜了25度

不像奇怪的天王星那种

相比别的行星火星很可爱

火星上有雪 有山 有湖床以及眼熟的风景

地球和火星在很多方面都是一样的

然而

最大的区别也是唯一真正重要的区别

火星上唯一的生命还在人类想象中

NASA公开的这些火星鹅卵石的照片

证明了这儿曾经是个河床

火星原本是拥有江河湖海的

花小蜜

常识科普人

要想征服太阳系,必先拿下火星。中国和美国的火星2020计划都在紧锣密鼓的准备中。如果,2024年美国真的“重返了月球”(这回很难忽悠人了),那么2035年左右火星的机票很可能会由SpaceX兜售出来了…有生之年能看到,也算是一桩幸事。

星系花园·双子月·天文

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