​火星有什么特点使航天器很难登陆（火星几乎没有大气层）

火星有什么特点使航天器很难登陆（火星几乎没有大气层）

“毅力号”火星探测器于今年2月19日，在火星上顺利着陆，目前已经向地球传回了上千张火星照片。与探测器一起降落的，还有一个“黑科技”，那就是一架重量仅为1.8公斤的无人机。就在前几天，“毅力号”释放出了这架无人机，主要目的就是配合探测器更高效地确定行进路线。

其实，人类整个航天史的进程，都离不开使用空间探测器，来对地球和其它行星进行观测，除了地球和月球以外，对火星的探测活动最为丰富。不过无论是火星的轨道探测还是地表探测，都带有一定的局限性。

比如，轨道探测器虽然能够拍摄到大范围的火星照片，但是由于距离较短，图像的分辨率不太高。而进行地表探测的火星车，虽然能够近距离拍摄到火星表面的图像，但是受火星地形条件的制约，移动能力和距离非常有限，很多区域火星车都无能为力。

基于这种情况，NASA研究人员创新性地实施了火星“无人机”计划，通过在火星表面释放无人机，既能满足近距离观测火星的需要，也能进一步弥补火星车“视野”上的不足。研究团队针对火星表面上的自然环境状况，特别是几乎没有大气层、重力很小、温度较低等与地球表面的巨大差异，研制出了用特殊材料制成的轻便无人机，具有体积和质量小、叶片细长且厚实、转速快、耐受性强等特点，有力保障无人机能够在火星特殊的环境下起飞“探路”。

“毅力号”释放出来的无人机，计划于本月11号左右开始第一次火星飞行任务，这段时间主要是“晒太阳”，一方面为无人机太阳能电池充电，另一方面来提升无人机的整机温度，确保在起飞后上面的各种电子元件能够正常稳定工作。释放出无人机后，“毅力号”以无人机和火星表面为背景，拍摄了一些“特写照”。令人惊奇的是，照片中远处的天空上，出现了一道似乎是“彩虹”的景象，而出现“彩虹”的原因，也让科学家们为之发生了争论。

我们知道，地球上的天空中之所以会出现彩虹，主要原因就是空气中含有较多的水汽，当由不同的色光所组成的阳光，在穿透这些高空中的微小水滴或者冰晶时，会发生折射，而不同的色光折射率不同，由此造成折射后光线的行进路线发生偏移，如同“三棱镜”一样，于是在背对着太阳的空中，就会出现“彩虹”。彩虹的颜色深浅和宽度，与空气中水汽含量的高低，也就是微小水滴的大小有直接关系，如果空气中的微小水滴比较大，那么彩虹的颜色就越鲜艳，宽度相应较窄。

由于火星表面非常干燥，地表呈现的是一片棕黄色，所以照片中的出现的“彩虹”，虽然颜色并不怎么鲜艳，但是与背景一对比，仍然显得比较“亮眼”。之前，人们在火星上发射的众多探测器，都没有拍到情况，因此，火星表面出现的“彩虹”，引起了科学家们的浓厚兴趣，并分别提出了几种形成原因的猜测。

第一种是冰晶折射。火星的大气密度很低，只有地球的1%左右，而且火星上也没有丰富的水资源，所以空气的湿度远没有地球上的高。不过，在火星的赤道及附近区域，上方空气受到阳光照射的强度相对较大，因此吸热和放热现象要比其它区域明显，从而推动着火星表面为数不多水源，呈现周期性的蒸发和凝结现象，最终呈现出“水凝云”。而在赤道上空的大气层中，由于温度低于水的冰点，所以聚集起来的水汽将会以冰晶的形式体现，阳光穿透这些冰晶时，有一定的几率形成“彩虹”。

第二种是干冰折射。火星稀薄的大气层中，占比最高的气体物质为二氧化碳，高达95%左右。由于火星高空的温度很低，二氧化碳凝结成微小的干冰颗粒，然后附着在灰尘微粒上，当在天气晴朗的条件下，干冰晶体在特殊环境中所聚集的浓度达到一定程度，阳光穿过干冰晶体，就会偶发性地出现“彩虹”。

第三种是镜头炫光。对于摄像设备来说，如果镜头直接对着强烈的光源，那么在某个角度下，一部分光束有可能未被有效过滤而直接穿过了镜头，从而形成“炫光”，产生类似“彩虹”的错觉。

以上三种观点，似乎都各有道理，然而也都有解释不通的地方，比如冰晶折射，按理说火星大气层中那么低的水汽含量，根本不足以形成彩虹。再比如干冰折射，火星高空的干冰云层只能发生在大气层的外缘，而从照片中可以看出，天空中也根本没有什么高空云层。最后镜头炫光，“毅力号”前一段时间所拍摄的近千张照片中，在差不多同样的角度、同样的阳光照射条件下，却一次也没有出现过“彩虹”的现象。

几天后，“毅力号”无人机就将进行第一次火星飞行，期间将收集和分析火星大气层的详细组成情况，届时科学家们或许可以从中找出火星“彩虹”形成的原因。朋友们，你们认为火星“彩虹”的形成原因是什么呢？

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