如果你对人类遨游太空的想法着迷，并对其原理感到好奇，那么你来对地方了！
Credit：NASA
“休斯顿，我们有一个播客”是美国国家航空航天局（NASA）约翰逊航天中心（Johnson Space Center）的官方播客，该中心位于德克萨斯州休斯顿，是NASA宇航员和任务控制中枢。倾听来自NASA拥有睿智头脑的宇航员、工程师、科学家和项目负责人等讨论在工程、科学和技术领域激动人心的话题，分享他们在人类太空飞行各个方面的私人故事和专业知识。通过阿尔忒弥斯计划进一步了解目前进行的工作将如何助力将人类送上月球和火星。
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177集中，行星地质学家和分析地球化学家保罗•奈尔斯（Paul Niles）将描述火星环境、地形、天气、大气，而关于人类火星生活将面临的更多内容则在“火星月刊”（Mars Monthly）系列的第9集中，该系列于每个月的第一个周五更新，关于人类火星任务的新一集。本集录制于2020年12月14日。
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加里·乔丹（Gary Jordan, 主持人）：休斯敦，我们有一个播客。欢迎来到NASA约翰逊太空中心的官方播客，第177集：“欢迎来到火星”。我是今天的主持人加里·乔丹。在这期播客中，我们请来了专家、科学家、工程师和宇航员，以便向大家讲述人类太空飞行领域正在发生的事情。我们会在每个月的第一个星期五持续更新“火星月刊”系列。上个月，我们与道格·特伦特（Doug Trent）和艾丽西亚·德怀尔·希安科洛（Alicia Dwyer Cianciolo）聊到了登陆火星的问题。在此之前，三位科学家从人类的角度讨论了在火星上的生活。我们深入讨论了关于登陆和居住在火星上的挑战，因为火星本身就是一个对着陆和居住具有挑战性的地方。因此，这一集将完全围绕火星进行。火星究竟为什么使载人探测任务如此具有挑战性？在这集节目中，我们将讨论火星地质、天气、大气压强以及人类在火星探测任务中可能面临的居住环境。保罗·奈尔斯博士将加入我们关于火星的行星科学的讨论，他是NASA约翰逊航天中心的行星地质学家和分析地球化学家。你想知道关于火星的一切吗？他就是你要找的人。那么，让我们开始吧。希望各位听众可以享受本期内容。
【音乐】
主持人：保罗·奈尔斯博士，感谢您今日到访“休斯敦，我们有一个播客”。
保罗·奈尔斯：我很高兴来到这里。
主持人：嘿，所以这一切都是关于火星本身的。我们一直在做“火星月刊”系列节目，基本上从地球发射起进行一场人类火星探索之旅，以及这一探索之旅中的一切。我们讨论到登陆火星是什么样子，甚至居住在火星上是什么样子，但是我们是退一步从人类角度考虑的。由于我们想从各个不同的角度来考虑这一切，今天我们将主要关注地质和天气。如果你要去访问火星，这就是你的假期，对外行人来说我们就这么称呼吧，但可能对宇航员来说则是他们的任务。关于火星之旅，可以期待些哪些事情？在我们开始讨论火星常识前，作为约翰逊航天中心的常驻火星专家，我想先知道你是如何走到这一步的，是如何迈入这个真正理解并把职业生涯聚焦于了解另一颗星球领域的呢？
保罗·奈尔斯：是的，到目前为止，我不是唯一的常驻专家。自从2003年火星车“勇气”号及其孪生兄弟“机遇”号发射并相继在火星上着陆后，我们有一个非常活跃的火星科学家小组，小组成员们几乎参与过所有的火星任务。
主持人：哇哦。
保罗·奈尔斯：所以是有一群了解火星地质的专家。对我来说，我只是在大学里试图找到我的道路，我知道我喜欢科学，但是我不并想成为一个物理学家和化学家，我喜欢大自然，喜欢徒步旅行，地质学恰好适合我。我所知道的我喜欢的另一件事情是太空，当我发现人们在研究其他行星上的岩石时，那就像是一个获得启迪的完美时刻。
主持人：是的。
保罗·奈尔斯：这就是促使我做这一行的原因。
主持人：这么说吧，对于那些想要享受户外生活的徒步旅行者来说，正在进行一场漫长的徒步旅行，他们想要在这个全新的世界迈出他们的第一步。假设我们是宇航员，我们正在迈出从着陆器出来的第一步。我们已经在火星表面着陆。这是我们踏上火星表面的第一步。我们首先注意到的地形、视野、天气、构成，所有这些会是什么样子呢？当我们踏上火星表面时，我们首先注意到的是什么?
保罗·奈尔斯：火星是最像地球的行星之一，我想每个人首先会注意到的就是它看起来与地球是多么相似。火星日非常接近于地球日，一个火星日只比地球日长37分钟。火星年则几乎是地球年的两倍长，但是火星的自转轴倾斜角度与地球非常非常相似，这也是形成一年四季的原因。因此，与地球类似，火星上也有着四季更替。在火星上，你立即会注意到与地球的两个最大的区别是引力和大气。火星表面的引力大约相当于地球表面的引力的三分之一。没有人真正知道那情况到底将是什么样，但我想那不会像是在视频中宇航员在月球表面行走时那样一蹦一跳的，但我想在火星表面上行走多少可能还是需要一些蹦跳。火星与地球最大的区别肯定是大气。火星上的大气层非常非常稀薄，所以人类在火星上必须穿上宇航服。火星是一颗异常寒冷的行星。
主持人：那么，我们首先来讨论一下火星引力吧。相对而言，人类对火星引力了解多少呢？你方才提到火星引力比月球引力大一些。那是什么样的感觉呢？火星引力又是如何塑造火星地质的呢（若有所影响的话）？
保罗·奈尔斯：没错，但作为一个地质学家，在没有很多其他例子的情况下，很难知道引力是如何影响地质过程的。例如，我们有时可能试图了解风是如何影响事物的。显然，岩石和鹅卵石会风化。大气层也可能会变轻薄。但是，在存在许多争议（例如在火星上沙子是否会被吹散，或者火星上的沙丘是否已经存在了几十亿年）的情况下，一切都很难确定。事实证明，在这种情况下，沙子确实会被风吹散，但这比你想象的要困难得多。因此，人们试图在实验室里通过核桃壳之类的东西对此进行模拟。引力可能会影响诸多方面，例如水在星球表面的流动，山体滑坡等，而这些因素是很难控制的。
主持人：现在我们来重点讨论一下大气，这是你提及的另一件事。当说到火星大气时，你首先提到的它非常寒冷。这是由于大气的原因，还是因为火星的位置呢？就火星的“寒冷”究竟是什么意思，请给我们举个例子来说明。
保罗·奈尔斯：是的，火星大气异常寒冷。如果想象一下地球上一些寒冷的地方，并不会冷到不可理喻的程度。火星大气会比地球上的这些寒冷地方要冷得多，最低温度可达零下100摄氏度。但是火星表面的温度相较而言是比较高的，我称之为“温暖的”，温度大约在零下20度到零下10度之间。但火星表面的温度可以升到冰点以上。火星大气的主要问题在于，由于比较稀薄而无法像地球大气那样保持热量，所以不会产生良好的热毯效应（thermal blanket effect）。当然，火星离太阳的距离比日地距离远得多，所以从太阳接收到的阳光和热量更少。
主持人：嗯，你刚才说到火星大气可能更稀薄一些。所以，当你说寒冷的时候，昼夜温差是不是很大？你还提到了季节，所以我想应该是会有所区别的。
保罗·奈尔斯：关于火星的一个有趣事实是，火星大气几乎完全由二氧化碳组成。事实证明，火星上的二氧化碳气体含量几乎和地球是一样的。在地球上，大气中的二氧化碳浓度约为300ppm, 400ppm。在火星上，二氧化碳则几乎占据了整个大气层。到了冬天，火星上的二氧化碳就会聚集在极地地区，然后在低温的条件下逐渐结冰。火星表面会形成二氧化碳雪或二氧化碳冰。火星大气中的二氧化碳凝结成大量干冰（固态的二氧化碳称为干冰）。因此，大气气压在夏天和冬天差别很大。实际上，我们派了“凤凰号”（Phoenix）火星探测器至火星北极、北极圈区域，而且我们知道这会是一个简短的任务，因为一旦冬天来临，那里会被几乎高达一米的冰雪覆盖。因此，这绝对是火星的一个不同之处。事实上，我认为最好的访问地点之一就是火星极地冰盖，在那些二氧化碳沉积物上行走。我认为这将是非常惊人的，尽管以目前我们所需要的保暖和太空服技术而言，这很难实现。
主持人：所以火星图像上出现在极冠上的那些像冰盖的白色部分是二氧化碳。你刚说到温度的时候，表示基于现有技术而言是困难的，那里是真的那么寒冷以至于现今若探索火星极地区域会面临一些工程方面的挑战吗？
保罗·奈尔斯：是的，当然。火星极地区域十分寒冷，这不是开玩笑的。我也不是工程师，所以······
主持人：明白了。
保罗·奈尔斯：当然，火星的极地区域不属于我们计划要去的地方，因为那里的科学产出并不是很高。不过没错，干冰是非常寒冷的，如果你在上面行走，会发现它是坚硬、半透明的。研究表明，火星的极地沉积物主要由水冰组成。夏天，温度升高干冰升华后，两极的水冰仍然存在，也就是在火星图像中所看到的白色物质。此外，在火星的永久冻土层下也有水的存在。所以，火星上是有大量水冰存在的。实际上，火星两极的水冰下方是一层干冰，有趣的现象之一便是间歇泉的喷发。基本上，阳光会透过水冰使下方的干冰升温变热，干冰升华变成CO2气体，困在下方压强逐渐增大最终通过表面的裂缝喷出，气体被释放到大气中，而较深颜色的灰尘则沉积在通风口周围或因风力形成看上去像是黑色蜘蛛样的条纹。
主持人：你为探索火星极地地区提供了一个理由。那里有许多很酷的事情，水冰十分有趣。不过你提到，在探索这火星极地区域的过程中会遇到很多工程方面的挑战，之后你还提到可能还有一些更具有科学意义的区域。所以，如果在着陆时，你首要关注的是那些更具有科学意义的区域，那里会有水冰存在吗？那些首要关注的着陆点还有什么其他有趣的科学？
保罗·奈尔斯：是的，火星上有很多有科学意义的目的地，我们想通过载人探测任务和其他形式去探索，并且我们已经通过火星漫游车和宇宙飞船探索了其中的一些地方。其中一个地方和“好奇号”（Curiosity）火星探测器现在所处的地方很相似，由水合硫酸盐和其他物质组成的山脉或大型的多层物质堆。水合硫酸盐有地质学上的意义，因为它表明过去曾有水存在。所以，那里是对尝试理解火星上水的历史而言很有意义的地方。人们已经讨论了使用它的另一件事是如果你得到大量的硫酸，你可以放在烤箱里，通过加热从其中得到水。如果有合适的硫酸，这可以是在火星上收集水的一个很有效的方法。如今，我们认为那里有很多更古老的遗迹，冰沉积物，在中纬度地区可能可以找到。有点不像赤道，大约45度左右，稍微少一点，30度，在那里表面下有冰，如果你钻进去就可以到达。所以，事实上有很多地方可以探索，如果能把冰的存在和科学目标结合起来，对人类探险者来说是非常好的。
主持人：是的，所以。哦，我想插话谈谈水的事情，因为我脑子里闪过的一件事是，你说到有水的存在。我们可以深入讨论一下。我相信更多地了解火星上的水有一定的科学价值，但你说它对人类任务有价值。是有足够的水吗？我想量化一下我们说的是多少水。是否有足够的饮用水，可以分离氢和氧来产生氧气来维持一个可居住的环境。那里有足够的水来支持人类的任务吗？我想知道你说的水量究竟是多少。
保罗·奈尔斯：到底有多少水这件事情，是我们在未来10年或15年里真正想弄清楚的事情之一。
主持人：明白了。好的。
保罗·奈尔斯：有吗？我们正在讨论几种不同的选择来试图了解埋藏的冰是什么样子，比如有多纯，以及离地表有多远。在过去10到15年间，我们发射的一些雷达仪器给了我们关于冰的样子的一个很诱人的想法，我们有强有力的证据表明在中间纬度区域有冰层存在，非常接近地表，大概十米左右，探测和深入挖掘不会太困难。还有一些发现表明在这些地区的悬崖表面也有纯冰存在。所以，你可以在这些悬崖表面看到相对纯净的冰，然后，在接近顶部的地方，有沉积层，或者你也可以叫它表皮土。因此，在特定的领域，一定有一个地方，不需要钻太深就可以挖到纯冰，然后我们可以建一个罗德里格斯钻井，从这种井可以获取到纯冰，然后注入热水，热水融化井下的冰成为一种液态水，然后把其中一些水抽上去。所以，要不断地往井下注热水来保持井下都是液体，用来覆盖井下的物质。我们希望这些覆盖层不会使用太多的水。大部分都会被回收利用，虽然回收利用率不会达到100%，但是水的主要用途肯定是作为推进剂，就像你提到的。
主持人：这很有趣。你说过它是纯的。让我们来深入讨论一下土壤。我想更好地理解这些泥土或者你提及的风化层。我不知道是不是土。我想，我们都在说同一种语言，火星泥土。
保罗·奈尔斯：土。。。
主持人：是的，我们就叫它土吧。那么，它究竟是什么呢？由什么构成？更多地了解那里的土壤。
保罗·奈尔斯：火星上的泥土大多是由火山岩磨构成的。这和你去夏威夷或冰岛时会发现的情况很相似。基本上，在火星上，岩石的主要来源是火山爆发，这些可能是熔岩流，也可能是火山灰沉淀，然后，这些岩石被磨碎，通过风和水以不同的方式重新沉积。所以，还有其他矿物存在的证据，我们称之为硫酸盐或碳酸盐的次级矿物，与地球上的沉积岩很相似，但我们并没有发现只是地球上看到的纯物质的真实版本。所以，在地球上，海洋帮助沉积了大量的沉积岩。如果有人驾车驶过西德克萨斯，你会路过一些丘陵，这是该地区数百万年前所有碳酸盐沉积物遗留下来的一个内陆海，数百米，是纯碳酸盐。在火星上，我们希望找到类似的东西，但还没有发现。所以，看起来火星基本上是由这些肮脏的风化层组成的。现在，我想说的另一件事，因为我们谈论的是火星上融化的水和污垢，有些人认为其中有毒，火星土壤中有毒，这是基于凤凰号发现火星上有高氯酸盐。在一些地方高氯酸盐大约1%，也许在别的地方会少一些，但肯定高于地球上的含量。高氯酸盐对人体有害，如果被人体摄取。实际上，我们使用高氯酸盐作为火箭燃料，会非常被动加热温度升高。但在火星和泥土中，这真的不是问题，因为它很容易溶解。所以，你可以用水把它洗掉。所以，你想用来种植植物，任何一种污物都可以很容易地被处理成高氯酸盐，只要简单地冲洗一下，然后，这种高氯酸盐可以过滤掉，在任何饮用水中使用典型的水过滤，不管怎样，你都要使用这种过滤。所以，高氯酸盐的情况真的不是问题，即使这些都不起作用，宇航员体内的高氯酸盐还是有点多，你可以吃一片碘片，这有助于缓解影响。所以，高氯酸盐对在火星上的人类宇航员是一个挑战，但不是一个大问题。
主持人：这么说吧，你是在冲走土壤中的高氯酸盐。你能用土壤做什么？你能用它来种植植物吗？你能用它来，分裂、制造火箭燃料或者建造居住地吗？我不知道你能用土壤做什么？里面有什么？
保罗·奈尔斯：就像我说的，这里的土壤是火山岩。所以，如果你去夏威夷或类似的地方，对于你将在火星上发现什么是一个很好的例子。你会注意到，夏威夷的土壤非常适合种植植物。火山土壤非常肥沃。所以，有了火星的土壤，你就有了种植植物的绝佳基础，但主要的问题是你没有地球上的细菌和生命。所以，为了真正开发土壤，你还必须引入微生物群来帮助它成为最好的土壤。但是，这当然是可以在居住地和植物一起生长的东西。
主持人：好。所以有足够多的土壤，但你只需要补充一些额外的微生物，你可以用它来维持在火星上耕作，这是很酷的。
保罗·奈尔斯：是的，没错。
主持人：现在，让我们想想另一个问题：火星作为一颗行星是怎样的。我知道其中一项是辐射。你说过火星大气很稀薄。那么，对于探索火星表面的人类来说，火星上的辐射环境是怎样的呢?
保罗·奈尔斯：是的，对人类探险者来说，火星上有很多危险。比如我们刚刚讲过高氯酸盐，还有你提到的辐射，灰尘也是另一个主要的因素。有时，人们认为风是一个问题，就像电影《火星救援》（the Martian）一样，但对于访问火星而言，这些事情都没有那么糟糕。如果你只打算在那里待一段时间，从一个有趣的角度来看，火星和珠穆朗玛峰很相似。如果你去珠穆朗玛峰，珠穆朗玛峰顶上的大气密度大约是海平面的30%。所以，如果你在地球的海平面上，我们的大气是我们所说的一巴，或者1000毫巴。在珠穆朗玛峰的顶部，我们有大约350毫巴的大气压，而在火星上，大约是10到15毫巴。所以，气压在火星上还是比地球少10到20倍，但你会觉得最后并没有太大的不同。我们刚才也讨论了温度。火星温度和珠穆朗玛峰也差不多，零下20到零下80摄氏度，这是非常相似的事情。唯一的区别是辐射。地球上有磁场保护我们免受大量的磁辐射，而密度更大的大气层是另一个非常非常有用的因素。但如果你去空间站，你仍然在磁场内，但会获得比地表上更多的辐射。事实上,火星上的辐射非常类似于空间站。所以，这给了我们很多信心，访问火星的宇航员不会受到太多辐射的影响。在往返火星的途中肯定会得到更多的辐射，所以在辐射范围内，进出的速度越快越好。火星和空间站的另一个巨大区别是银河宇宙射线。地球的磁场可以很好地保护我们不受银河宇宙射线的伤害。高能量的原子，没有阻拦地自由通过。所以在火星上，肯定会比在其他地方受到更多的银河宇宙射线辐射。这也是我们将通过阿尔忒弥斯项目了解的一件有趣的事情，将人类送到门户（Gateway），这将是一个围绕月球的轨道前哨，并将人类送到月球表面。这会给我们很多关于辐射环境的信息。然后，一旦你抵达了了月球或火星表面，则需要全身保护，一半是防护你，一半是阻挡来自半个太阳系的辐射。所以，这提供了很多保护，而且终将是是很容易管理的。但是，如果你要在火星上长期生活，这肯定是你必须处理的事情。
主持人：我们刚谈到了辐射，你说到人们在火星表面要注意的一些事项，辐射，还有就是灰尘。那么，火星上的尘埃环境是怎样的呢?
保罗·奈尔斯：是的，我认为灰尘真的很有挑战性。灰尘非常非常薄，或者说很小。因此，它可能对机械装置、密封口和宇航服构成挑战。当然，我们已经有探测器在火星表面停留了很长一段时间，这些探测器处理灰尘的能力令人钦佩。所以，我们知道灰尘绝对是一个容易处理的问题，但这也绝对是要记住的东西。灰尘的另一个主要问题是这些全球尘暴每10年左右就会发生一次，而且可能相当大以至于挡住太阳。所以，如果你计划在你的任务中使用太阳能，这些潜在的全球沙尘暴会使本质上整个星球表面都变得乌云密布，那将是一个真正的挑战。所以，我们在设计很多太阳能任务时必须考虑安排在认为不会有沙尘暴的特定季节，wo men也在认真考虑在人类任务中使用核能来拯救我们，帮助减轻一些风险。尽管，找到不同能量的正确组合绝对是我们想要的，因为我们想要在不同的时间有不同的选择。
主持人：好的。
保罗·奈尔斯：我们讨论过的一件事就是使用高氯酸盐，是否能在燃料电池中使用高氯酸盐来为燃料提供动力。你可以想象到这将不会为整个居住地地提供能源，但它对于在表面探索的漫游车来说，可以收集高氯酸盐并把它扔进燃料电池中帮助增加一些额外的距离。
主持人：你谈到了这些全球沙尘暴。你说过，每十年就会发生一次。它们能持续多久?
保罗·奈尔斯：是的，我的意思是，这没有一个固定的时间表。全球性沙尘暴会在任何想发生的时候发生，当然每年都会有一些更小，更区域化的沙尘暴，但全球沙尘暴更危险，因为其持续时间更长。全球沙尘暴可以持续一个月甚至更长时间。所以，这绝对是需要注意的事情。
主持人：明白了。好的，你要当心全球沙尘暴的原因是因为它将影响在星球表面收集能量的潜在电力系统。但就灰尘本身而言，在火星表面随风吹散，据我所知,它不像电影火星救援里的场景那样，风很剧烈大气稀薄以至于需要。。。即使灰尘四处流动，它会不会感觉更像一阵微风，从而不会对建筑造成那么大的影响?
保罗·奈尔斯：是的，在低重力的情况下影响之一就是风速会变得非常高。海盗号着陆器The Viking Lander 的速度高达每小时70英里。但就像你说的，大气密度很低，所以感觉不太好。这几乎是它的十分之一，比如每小时70英里更像是每小时7英里的微风。所以，风并不是一个重要的因素。事实上，你知道，科学家们花了很长时间试图弄清楚风是否有足够的力量扬起灰尘，我的意思是扬起沙粒。所以，我们绝对不会被火星上的风速所挑战，尽管它们听起来很吓人，因为它们可以非常快。空气流动得很快，但能量并不存在。
主持人：是的，当你说一场时速70英里的全球沙尘暴时，我的第一反应是害怕，但如果你说它就像一场时速7英里的微风，我想那也没那么糟糕。所以，我们再继续谈一些关于火星的更多信息。你谈到了火星的昼夜循环和地球有点相似，可能稍微长一点，大约30多分钟。那么类似于地球年呢？火星年时间要长得多吗？
保罗·奈尔斯：是的，因为火星离太阳更远，所以需要更长的时间公转。所以，火星年大约是地球年的两倍长。因此，火星上的所有季节都比地球上的季节要长。
主持人：但是白天/晚上的周期是非常相似的，宇航员可以有一个接近规律的睡眠时间表。事实上，听起来他们每天都能多出几分钟。
保罗·奈尔斯：是的，实际上，在执行在火星上的一些任务时，科学家们实际上是按照火星的日夜周期操作仪器，因为探测器会在同一时间醒来，在火星日的每天早上接受命令，然后在一天结束时传送数据。所以，我们会利用火星的夜间，当漫游车休眠的时候，来创建新的命令在次日早晨发送，因此，我们在制定火星的昼夜时间表。现在火星的日夜，白天长37分钟。所以，生活在地球上在早上6点开始起床，原来真的很忙碌。几周后,你在下午3点醒来。再过几个星期，你就会半夜醒来。所以，要保持白天的时间表是非常非常困难的。但如果你能想出一个远离太阳的方法，并创建自己的阳光时间表，每天额外的37分钟是相当不错的。当你想到你每天晚上有40分钟的额外睡眠时间，或者每天有40分钟的额外时间去做一些不同的事情，这是很好的。
主持人：这将是在火星表面的一个非常有趣的实验，因为对在火星探测器的工作团队来说,你得适应火星的一天，但你仍然有地球的日夜循环牵绊着你，因为它是不断变化的。但也许没有意识的转变在地球时间改变，你仍然有日出日落大约同一时间，加上37分钟的火星时间，这将是一个非常有趣的实验来看看人类是如何适应的。他们会完全没问题吗？他们会习惯额外的37分钟吗？还是如你所说，随着时间的推移，他们会开始感到疲劳？因为他们身体的生物钟告诉他们现在是下午3点，而不是早上6点。那会很有趣的。
保罗·奈尔斯：是的，我发现了，因为我不住在家里。我住在酒店，我发现那里真的很不错。我也是个夜猫子。所以，每天晚上多熬40分钟对我来说并不难。我的睡眠时间是一样的。我经常可以熬到我想睡觉或者我该睡觉的时候，但到点该睡觉，一旦熬过了就又可以再熬四、五个小时,对吧？你应该也会那样。你通常5点下班，10点上床睡觉。我会在下班后去睡觉，但我会尽量熬夜，然后我会醒来，那时候还有几个小时才去上班。那感觉真的很好，只要你能，待在室内远离太阳。
主持人：我想是的，当然。现在说到火星上的昼夜循环，我想到了火星上的夜晚。多亏了一些火星漫游车，我认为我们从火星表面看到了很多照片。这些照片大多拍摄于白天，但我想知道火星的夜晚会是什么样子。天空是否足够晴朗，可以看到很多星星？你能用肉眼看清地球吗？在火星的夜晚你会看到什么？
保罗·奈尔斯：我们已经能够在夜间拍摄。你可以在半夜叫醒火星漫游车起来拍照，他们已经在夜间拍了一些惊人的图像。从火星上看地球有点像从地球看金星。地球看上去比地球看上去天空中的火星还要亮。你可以从火星上看到地球。另一个很有趣的东西是你在晚上会看到火星的卫星。火星有两颗卫星，相对于我们所熟悉的月球的轨道而言，火星卫星的轨道非常奇怪。火卫一（Phobos）每8小时绕轨道公转一圈，火卫二（Deimos）每30小时绕轨道公转一圈。火卫一有点像一颗迷你月球。所以，想象一下月球在我们眼中的样子，火卫一大概是其十分之一或更小，它每8小时就在天空跃升一次。所以，你可能会在天空中看到它，你也可能会在同一个晚上看到它下落又再次升起。火卫二每30小时公转一圈。行星旋转时，你会看到它在天空中移动，也会看到它在星星中穿行。这很规律。
主持人：对火卫一来说，你说每八小时一次公转一圈。你白天也能看到吗？因为我觉得有足够的时间可以在白天捕捉到它。
保罗·奈尔斯：对，我的意思是，这就像在白天看月亮一样，但是，通常情况下，如果光线很好，那么可以在白天看到它。
主持人：如果条件合适的话，是的，但是也可能会。这很有趣。当你在我们刚开始的时候谈到不同的着陆点，我们谈到了一些有科学意义的事情。如果你要在火星上着陆，你会想要在一些更有科学意义的地点着陆。我们谈到了一些水/冰，让我们讨论一些地质科学。火星有什么有趣的地方？有哪些事情是我们迫不及待地想让人类在火星表面动手去做的，我们想要完成的关于火星地质的科学任务？
保罗·奈尔斯：是的，科学家们试图明确我们探索火星的科学目标是什么？寻找现存和过去生命存在的证据，几乎总是我们的首要任务。所以，当我们想到人类探索火星时，我们可能会围绕着寻找生命来开展探测任务，要么是现存生命、要么是过去存在生命的证据。我们寻找生命的目标之一就是寻找水存在的证据。如果我们知道火星上的某个地方曾经有水，如果是曾经长期存在的水，那就是我们想去寻找生命的地方。这集中在几种不同的目标上，就像我已经提到的一些。这种硫酸盐矿物是过去存在液态水的证据。另一个地方，熔岩管非常有趣，它有可能保护一些潮湿的地方，你可能会在这些熔岩管中形成冰，这些熔岩管也可能是生命的避风港。很多人感兴趣的另一个地方是三角洲。火星上有地方过去的河流形成的山脉和这些陨石坑，他们创建这些三角洲沉积。就像密西西比河三角洲。但是如果你想象密西西比河三角洲与所有的水都被带走了，它的上升——这将是一个积极的功能。它会伸出地面，这就是我们在火星上看到的。所以，这些火山口，水被排走了，你可以看到这些三角洲，这些层叠的物质是弯曲的，很多弯曲的河床。人们真正感兴趣的去这样的地方,因为那是你的地方可能会保留很多材料,因为在三角洲的东西,你知道,是下河,它会很快被下一个东西来。所以，你没有太多的时间让它被吃掉或者，你知道，被辐射消灭或者类似的东西。现在，对此的一个反对意见是，你知道，河流只是在表面取样。所以表面的物质可能已经不是你想要寻找的东西了，因为那可能已经是辐射了，你知道，暴露在外的物质可能不存在生命。所以，三角洲绝对是一个寻找表面物质的地方。人们真正想去的另一个地方是在表面之下。我们认为有很多证据表明有热液活动，温暖的水，在地表下持续了很长一段时间，你可以看到这些岩石在地表暴露出来。所以，你不需要往下钻就能到达那里，那些岩石真的很有趣。其中一个有趣的目标是蛇纹石，我们知道蛇纹石是在温暖潮湿的环境中形成的，这是我们可能会在2020年火星延长任务中瞄准的目标。所以，火星2020，实际上是要去Jezero陨石坑，这是下一个火星探测器任务。它看起来很像好奇号。这次用的是不同的仪器，但底盘是一样的，它将会在这个地方。它将调查一个三角洲矿床，然后，作为一个长期的任务，它可能能够探索一些蛇纹石类的粘土丰富的热液矿床，所以，从更深的地下。所以，希望我们能在这个任务中得到两者的一点，这将帮助我们真正理解把人类作为最有希望的目标送去哪里。
主持人:是的，我相信你一定很期待“毅力号”在这里着陆。我的意思是，当这一集播出的时候，我们离着陆只有短短几周的时间。你会加入那里的团队吗?在“毅力号”任务中，你会有需要照顾的东西吗?
保罗·奈尔斯：是的，我是说，作为一名火星科学家，我肯定对结果很感兴趣，当科学团队发布数据时，我会分析数据，但这次我不在任何一个火星科学团队中。
主持人：是的，但是我相信你现在一定会想要得到一些这些东西。理解，我们在这里谈论人类探测任务。我认为不久的将来将有很多兴奋的探测器着陆出现，但是理解人类方面的事情,有什么能比人类在火星上完成一些科学目标？
保罗·奈尔斯：就科学活动而言，在载人探测任务中可以做的事情就更多了。探测器很费力的事情之一，就是需要很长时间联系，何时候你与表面相互作用，因为你必须等待一天，找出发生了什么，任何时候你与表面相互作用，你真的需要一步一个脚印。所以，你知道，接触表面。然后你等着看你是否真的正确地接触了表面。然后你就可以钻了。你会钻一小段路然后停下来。等等，我们走了多远?你知道，你必须每天都这样做。你必须等待数据返回，以便了解发生了什么。然后，如果你在移动石头，你知道，你必须弄清楚石头落在哪里，然后再继续。所以，当你和表面相互作用的时候，有很多东西需要花费很长时间。至于人类，他们可以在如此短的时间内做很多事情。只是，你知道，作为地质学家，我们在这个领域一直在做的一件事就是拿一个石锤，敲开一块岩石看看里面有什么。这只需要，你知道，不到一分钟。但这是我们不能用漫游者有效做到的。所以，你知道，类似这样的东西让事情变得容易多了，同样地，任何一种你在表面上做的采样都可以在有人类在场或有人类在附近的情况下大大加快速度。如果你担心某些地区的污染，你可以通过远程操作来做很多事情。所以，我们当然讨论过不希望任何人类污染进入的领域，你可以派遣一个特别清洁的机器人，因为有人类在那里，光延迟会很小，你可以非常有效地操作。
主持人：我们能从阿耳忒弥斯中学到什么东西来帮助我们完成这些操作，确保我们不会污染不同的区域吗？你知道，只是通过那些表面操作，那些月球表面的地质探险，开发正确的工具。在阿耳忒弥斯有什么值得期待的，可以帮助我们在火星上进行地质考察吗?
保罗·奈尔斯：是的，我希望阿尔忒弥斯是一个机会，我们可以看到，在行星科学方面，我们可以真正推进人类对外太空的探索。你知道，我们有很多在阿波罗期间使用的工具和技术的例子，你知道，很多都是铲子，耙子，锤子之类的东西，你知道，我们想再次使用。但随着各种新技术,我们已经可用,有很多很有趣的东西你可能做补充,推进行星科学探索火星或月球,这些事情你可以尝试在月球上,你知道的,并确保他们工作前带他们去火星。这其中很多都是，你知道，机器人和人类的互动。所以，试着设计机器人去做机器人擅长的事情，然后，让人类去做人类擅长的事情，这样你就能得到最有效的探索。因为在舱外活动期间在表面的时间是非常非常有限的。因此，我们将不得不使用机器人来做很多事情，就像我们认为的那样，你知道，他们可以做得最有效，而我们保留那些人类可以为人类做得最有效的事情。而且，你知道的，我们还在努力解决所有这些信息。我的意思是，我们已经有很多关于机器人探索的例子，但是关于机器人和人类如何有效地一起工作，我们还有很多要学习的。所以，你知道，我非常期待阿耳忒弥斯的到来当我们开始测试这些想法并开始在探索行星表面方面取得重大进展的时候。
主持人:这个时刻很快就会到来。所以，当我们看到那些宇航员在月球表面用全新的工具进行各种各样的科学研究时，这将是一个很好的铺垫。当我们终于在红色星球上看到靴印时，这将是一个很好的预告。保罗·奈尔斯博士，非常感谢您来到休斯敦，我们有播客。真是一次很棒的对话。我了解了很多关于这颗红色星球的事情，你让我对即将到来的事情感到非常兴奋，还有很多关于在月球或火星上工作的事情，我们仍然需要了解，我们可以在月球表面了解。保罗，非常感谢你抽出时间。非常感谢。
保罗·奈尔斯:是的，谢谢你邀请我。我也很喜欢这个讨论。
(音乐)
主持人:嗨，谢谢你一直呆在这里，我希望你喜欢我们今天和保罗·奈尔斯博士的谈话，并且至少学到了一些关于这颗红色星球的知识。我知道我确实学到了很多。我想这是，火星月刊的第九集，我们在休斯顿有一个播客。你可以到我们的网站上查看。我们收集了很多。约翰逊NASA.gov / / HWHAP / Mars-Episodes。其实，你知道你该怎么做吗?你应该谷歌或者搜索休斯顿的任何地方我们有播客，“火星集”。“我打赌它会出现的。如果你想和我们聊天，我们在美国宇航局约翰逊太空中心的Facebook、Twitter和Instagram页面上。在你最喜欢的平台上使用#AskNASA的标签提交节目的想法，一定要提到这是给休斯顿的我们的，我们有播客。我们公司还有很多其他播客。你可以在NASA.gov/podcasts上查看。这一集是在2020年12月14日录制的。感谢Alex Perryman, Pat Ryan, Norah Moran, Belinda Pulido, Jennifer Hernandez, Greg Wiseman和Michelle Rucker。我们的“火星月刊”系列的下一集将于2月开播，全是关于火星宇航服的。所以,请继续关注。再次感谢保罗·奈尔斯博士抽出时间来参加我们的节目。无论你在哪个平台上收听我们的节目，请给我们打分和反馈，并告诉我们你的想法。我们下周再回来。
来源：https://www.nasa.gov/johnson/HWHAP/welcome-to-mars/
