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科技环境

火星三维详图

最晚到了2003年12月,当欧洲航天局的“火星特快”号宇宙探测器飞过我们的太阳系近邻火星以后,这颗红色星球就成为欧州宇宙研究的热门课题。然而,进一步开展火星研究的一个重要前提是需要拥有详尽的火星地图。柏林工业大学的一支科研小组就负责绘制这些地图。

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给红色星球绘图

柏林工业大学大地测量和地理信息技术研究所的会议桌上,摊开着一张非常漂亮的、五颜六色的火星地貌图。头一眼看去,就好像是卫星拍摄的撒哈拉沙漠全景,但是仔细看去却显出了不同。该所的研究人员格尔克(Stephan Gehrke)解释说:“图上你可以看到的实际上是几种不同的景观,比如说这里是所谓的混乱景观,也就是说你可以看到一个个独立的平顶山,在山和山之间你又可以看到山谷,被水流冲出来的山谷。再靠北一点的地方呢,你可以看到一条大山谷,我们叫它阿利斯谷(Aris),阿利斯也是火星的意思。火星上的大山谷,我们都以不同语言对火星的称呼予以命名,阿利斯是希腊语对火星的称呼。”

这张火星图的比例尺是1比20万。格尔克对他们的这张详图非常自豪,即使上面所显示的许多自然现象,人们至今还无从解释。他说:“火星上有水吗?有冰冻状态的水。按理说,火星上的气温太低,存不住液态水。而且,由于火星上的大气稀薄,即使有液态水的话,也会马上蒸发掉的。”

尽管美国的“水手号”宇宙探测器早在上个世纪60年代就对火星进行了拍摄,但是柏林现在绘制的火星地图却要详尽得多。格尔克解释说:“这归功于我们使用的高分辨率立体照相机。欧洲航天局的‘火星特快’探测器上装备的就是这种照相机,它拍摄的火星图片,一个像素代表火星地面上的10米,这是极其高的分辨率。而且,它在飞过火星的时候,可以同时从不同的角度对火星表面进行拍摄,这也是它的新意所在,至今还是举世无双的。”

NASA Mission Stereo 3-D Aufnahmen

如今,这张图已经涵盖了火星的大部分地区。柏林工业大学地理信息学家的这个项目是一项大型学术研究项目的一个组成部分。格尔克介绍说:“整个项目规模相当大,来自十几个国家的40多支科研小组参加了这个项目,项目总负责人就在柏林,在柏林的自由大学。我们的这个照相机也是在柏林开发、在德国制造的。我们柏林工业大学这块儿的任务是把照相机发回的数据输送到德国航空航天中心,由那里负责把这些从不同角度拍摄到的图像数据换算成三维的高低模型,配上色彩。我们再根据这些处理过的数据,绘制火星的地貌图。”

每年,几百名从事火星研究的专家们都聚会两次,互相交流最新认识。柏林工业大学大地测量和地理信息技术研究所所长阿尔伯茨(Jörg Albertz)教授表示:“对火星感兴趣的学术圈子很大,有地理学家、大地物理学家,有研究材料性能的专家,还有探讨火星大气层情况的学者。火星上真的会刮大风,人们可以观察到陆地旋风。因此,作为负责绘制火星地图的项目小组,我们是提供研究手段、提供辅助工具的,至于内容方面,也就是对各种火星现象的解释工作,就由其他专家来负责了。”

柏林的地理信息专家很谦虚,自己认为他们主要是提供服务的。但毫无疑问,他们的工作非常重要。这也是很容易理解的,因为假如没有好的地图,即使设备再好、投入再多,探测任务也难以圆满完成。阿尔伯茨教授继续介绍道:“在宇宙研究领域,每年都会有那么几次国际性大会,比如今年开春就在美国休斯敦举行了一次,2000多人参加,其中一部分是研究火星的。所以,我们都是一个学术大家庭的小成员之一。”

科学家们之所以对火星很感兴趣,一是因为它是离我们地球最近的行星,二是因为研究火星的形成过程也有助于我们了解地球的形成过程。火星和地球一样,由于自转轴是倾斜的,所以也有春夏秋冬四季一说。火星上是否有水、因而是否存在生命的问题今天依然没有得到最后的解答。欧航局的火星探测任务就是为了试图回答这一问题、以及其它一些未决问题的。

Mars ganz nah

人类历来对火星这颗红色星球抱有很大兴趣。早在1830年,天文学家就在柏林对火星进行了观测,留下了首批详细的观测记录。1875年,意大利天文学家斯基亚帕雷利以为在火星上发现了“运河”,说明火星上有高智能人居住,引发无数科幻作者的创作灵感,有关火星人的科幻作品接踵问世,引起一阵阵的火星热潮。但到了1910年,关于火星人的幻想彻底破灭,因为更精确的观测表明,那些所谓的“火星运河”其实是视觉错误的结果。最新的高清晰度火星图片表明,火星表面不仅没有运河,而且还坑坑凹凹极不平整,有些凹坑甚至有几百公里的直径。阿尔伯茨教授称:“在此有必要说明的是,和我们地球相比,火星表面虽然也有大气层,但是却稀薄得多,所以当陨石或者其它什么宇宙物体冲向火星的时候,到达表面的机会也就大得多,把火星表面砸得‘伤痕累累’,而在地球上,许多小的天体在到达地面前就在浓厚的大气层中因磨擦发热而烧得一干二净了。”

欧洲航天局未来的宏大目标是登陆火星。为此,今年夏天,欧航局就准备成立一个测试机组人员,利用俄罗斯的一个航天飞船模型,模拟历时500天的火星之行。而真枪实弹的载人火星之行,肯定要过20年后才有可能,至少柏林工大的格尔克是这么认为的。或许他的估计过于保守,实际发展步伐可能会快得多。但无论如何,要想登陆火星,掌握详尽的火星地貌图是必不可少的。

从去年秋天开始,柏林工业大学设置了大地测量和地理信息科学的硕士课程,详细信息可通过网页www.igg.tu-berlin.de/master予以查询。谁如果想目睹火星地图的风采,可查看欧洲航天局的网站:www.esa.net。

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  • 日期 20.05.2007
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