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只需一个人造磁层,火星就有望成为第二地球?​_极速五分彩—五分3D_云域资源网

作者:云东日期:2020-01-16浏览:12分类:SEO优化

文章来自民众号:作育(ID:xingshu100),翻译:田晓娜,题图来自:图虫创意。


与其他星球相比,地球无疑是异常幸运的,由于地球周围有伟大的磁场网。在磁场的珍爱下,地球大气层才没有被凶猛的太阳风吹走,生命才得以存活。


火星常被看作第二个地球,由于火星与地球有许多相似之处。在火星形成初期,也曾像地球一样有过壮大的磁场,那时火星比现在加倍温暖湿润。


现在,火星的磁场已经形同虚设,火星的大气层也变得异常稀薄,整体天气又干又冷。


这就引发了一个有趣的问题:若是有一个壮大的磁层珍爱火星不受太阳风影响,火星会再次拥有更厚的大气层、更温暖的天气和液态的地表水吗


NASA行星科学部主任詹姆斯·格林(James Green)以为,这是有可能的。


詹姆斯·格林


在人力介入下,也许无需若干亿年,这些转变就能实现。


NASA的人造磁层设想


在NASA总部举行的“NASA行星科学2050年愿景研讨会”(NASA Planetary Science Vision 2050 Workshop)上,格林就若何重修火星磁场,若何改善火星天气等问题,展示了模拟实验、相关模子以及初期设想等。


NASA设想确立一个“磁力盾”来珍爱火星免受高能太阳粒子危险。这个盾牌由一个伟大的偶极子组成——一个壮大到足以发生人工磁场的闭合电路。在模拟中,火星将位于人造磁场相对平安的磁尾处。模拟实验效果显示:在人造磁场珍爱下,太阳风对火星大气的大规模损坏住手了,火星的天气也发生了重大转变。


“太阳系是我们的,火星虽然也不破例。”格林在研讨会上说,“然则人类要想探索火星,需要更好的情形。”



L1处火星和太阳的引力大致平衡,因此在此处制造一个足够大的人造磁层,可以使火星位于磁场的磁尾处受到珍爱。L1处与火星相距673920英里(约为火星半径的320倍)。格林率领团队模拟了火星上极端行星间日冕物质抛射历程。(注:日冕物质抛射是指太阳向外抛射伟大的、携带磁力线的泡沫状气体,是一种太阳风暴,损坏性极大。)由于处于人造磁层磁尾中,火星损失的大气比无磁场珍爱下少一个数量级。


这种刷新属于“地球化”吗?(注:所谓地球化,是指使外星情形更相宜人类栖身)早在几十年前,就有人提出这个问题,格林没有直接给出一定回覆。


“我所明了的地球化,是人类故意向行星大气中直接添加气体。”他在一封电子邮件中写道,“也许我有些吹毛求疵,但在模拟实验中,我们没有向大气中添加任何东西。实际上,这个实验只是加速了可能需要更长时间才会发生的自然历程。”


他还提到,许多专家以为无论人类插不加入,火星都市变得加倍温暖,大气层也会变得更厚。而若是我们什么都不做,这一历程需要破费很长时间。


火星的已往与未来


为了进一步搞懂这个问题,我们先来回首一下火星的历史。

国产发动机的谢幕

留给国产发动机的时间已经不多,它正在进行最后的舞台谢幕。01 两份榜单2019 年的最后两个月,中国和美国两家第三方机构先后发布了年度十佳发动机榜单。更有人质疑国产发动机的“国产”二字是否纯正。而车企和专家则大多认为,国产发动机的差距正在缩小,甚至在某些方面较国外存在领先。更何况,发动机水平与市场销量也没有绝对的关联性。对照这一标准,国产发动机水平其实是有一定差距的,这有其历史原因。

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约35亿年以前,火星的大气层比现在要厚得多。在大气层的珍爱下,火星表面温度适中,大量地表水流动、群集,甚至形成了海洋。(也许,最初的生命也泛起了。)然则,在火星内核因不明缘故原由冷却后,由此发生的磁场也随之消逝。失去磁场珍爱后,约90%的火星大气被速度快达250-750公里/秒的太阳风中的带电粒子剥离。


太阳风暴中,火星大气离子被剥离


虽然,火星现在是又冷又干的。然则格林示意,从太阳系的生长趋势来看,火星会在未来某天再次变暖。科学家们预计,随着太阳的温度逐渐上升,火星会逐渐变暖,足够的热量使火星北极冻结的二氧化碳释放出来,使得水冰(由水或融水在低温下固结的冰)流动起来,并最终转化成某种温室气体。然则,这个历程预计需要破费7亿年。


“关键是,我们现在知道火星磁场良久之前就消逝了,太阳风从那时起就一直在剥离火星大气层(尤其是氧气)。从某种程度上来说,太阳风与火星的逸出气体保持了一种平衡。”(逸出气体是指星球地表下释放出的气体化合物。)格林示意,“若是我们能大幅削减气体逸出,随着时间推移,火星将会泛起高气压大气层。气压升高会引起气温上升。我们还没有准确测算出新的平衡将会是什么样子,事实需要多长时间。”


他们需要在大气模子中格外增添一些物理学模子,由于随着时间推移,动力学知识将会变得加倍主要。但格林坚信,这些物理模子会获得生长。他还示意,欧洲航天局(European Space Agency)的绕火星大气探测轨道飞行器,能够识别出可能在火星大气中施展主要作用的分子和化合物。


探测器


因此,从火星的新磁场模子和火星未来天气展望来看,什么时候我们才气真正改善火星天气,使它适合人类生计呢?


气压的一个小转变就能防止宇航员的血液沸腾,这样一来为宇航员设计防护服和衣服会加倍简朴。然则现在火星上的日平均温度转变局限约为170华氏度,需要一些实质性的大气改变才气使其更适合人类生计。


格林的研讨会重点讨论了21世纪中期可能发生的问题,他希望那时人类能在人造磁场领域取得一些希望。



NASA“火星全球探测者”拍摄的北极冰盖,约620英里宽,白色部门主要是水冰。仅在北方冬季,冰盖上冻结的二氧化碳厚度就会增添约一公分。


这篇论文的有趣之处在于,NASA起劲将种种基本模子联系在一起,从展望火星全球天气到火星上的太空天气,无所不包。例如,为火星制作人造磁层模子依赖于NASA的太阳物理学研究——一项对太阳的高级研究。


普林斯顿大学副研究员、火星太空天气专家董川飞是论文作者之一,介入了大量建模事情。他行使树状块自适应太阳风迎风方案(BATS-R-US)模子来测试人造磁层的屏障效果。效果解释,当人造磁场足够壮大时,屏障效果异常显著,能大幅削减太阳风造成的火星大气损失。他在文中注释说,人造偶极磁场必须旋转起来防止磁场在日间重连,这样又可以反过来阻止磁场在夜晚重连。(注:磁场重连指磁力线断开后重新联接,历程中会释放大量能量,一样平时以为太阳风暴就是磁重联导致的。)


若是人造磁场无法阻挡太阳风,火星可能会失去更多大气。这就是为什么火星需要待在人造磁层相对平安的磁尾处。


论文写道,人造火星磁层设计听起来可能有些异想天开,但新的研究发现,微型磁层可以用来珍爱人类和宇宙飞船。未来,充气结构很有可能发生强度为1或2特斯拉(丈量磁场强度的单元)的磁偶极子磁场,可以用来抵御太阳风。模拟实验显示,火星人造磁场的磁力大约是地球磁场的1.6倍。


论文最后总结道:


“可以确定的是,若是火星平均温度转变4摄氏度左右,火星的温度就足以融化北极盖上冰冻的二氧化碳。二氧化碳是一种温室气体,大气中二氧化碳含量增添会导致气温升高,让北极冰盖中的水融化。据估计,火星的古代海洋有近七分之一被冰冻在极地冰盖中。温度上升后,火星可能会再次成为类似地球这样的宜居星球。我们会对模拟效果举行评估,估测需要多久火星才气成为相宜人类栖身、研究的新星球。


文章来自民众号:作育(ID:xingshu100),翻译:田晓娜。

日本电影中为何总有樱花出现?

透过电影银幕上飘落的樱花,日本人的“心象风景”也呈现在我们面前。1980年,前卫电影代表人物铃木清顺,推出了在日本电影史上留下重要一笔的“大正浪漫三部曲”之一《流浪者之歌》。中原俊在1990年根据吉田秋生漫画《樱之园》拍摄的同名电影中所呈现的樱花却是另一种风格。影片结尾,一场雨后,樱花散尽,夏天即将到来。他在2007年推出的动画电影《秒速5厘米》中将初遇与邂逅也设定在樱花烂漫的四月。