人类对其他星球的探索
人类对其他星球的探索
人类对其他星球的探索，我们都知道地球是我们赖以生存的家园，而我们对于地球的探索是很久在很久以前就已经开始了，而现在发明了很多的人造卫星来帮助我们探索宇宙，那么人类对其他星球的探索已经达到什么程度了呢。
人类对其他星球的探索1
月球
群雄逐月鏖战太空
月球是地球最近的邻居，人类对其探索也开始得最早。1959年前苏联发射了“月球1号”探测器，成为月球最早的探路者。冷战期间，登月是美俄角力的另一竞技场，尽管在探测器上落后一步，但阿姆斯特朗登月令美国扳回了一局。
从上世纪60年代到70年代，人类六次登上月球，三次通过无人登月探测器抵达月球，采集了大量月球岩石和土壤，通过对这些样品的分析和研究，人类对这个邻居的认识越来越丰富了。
此后人们对月球的探索沉寂了一段时期，90年代人们的目光又转向了月球，这时有更多的国家加入了探月的队伍。1990年，日本发射了一枚航天器，并将一个小探测器放入月球轨道。美国也发射了“克莱门汀”号无人驾驶飞船和“月球勘探者”探测器。
到了2003年，欧洲首个月球探测器“智能1号”成功升空，并于2004年底抵达月球上空的近月轨道。此后，它按计划完成了撞击月球的任务，撞击产生的尘埃将有助于科学家解开月球起源之谜。
2007年，中日两国均发射了本国的月球探测器，分别是“嫦娥一号”和“月亮女神”。印度随后也加入探月行列，2008年首个月球探测器“月船1号”发射升空。德国也打算在2013年实施自己的第一个探月项目“月球探索轨道器”。
金星
美苏探测器多次失败
人类对其他行星的探索始于地球近邻——金星。早在1960年，美国就向金星发射“先驱者5号”探测器，但这次任务因电池故障而失败。前苏联也从1961年起连续向金星发射探测器，直到1966年发射的“金星3号”才成功着陆金星表面。由于金星环境比预想得更恶劣，“金星3号”的通讯系统失效未能发回探测结果。
首次向地球传回金星表面温度等数据的探测器是1970年发射的“金星7号”，它在同年实现在金星软着陆。迄今为止，人类已经向金星发了46枚探测器，其中成功飞掠11次，成功环绕1次，成功着陆7次。
天王星、海王星
美探测器一枝独秀
天王星的很多表面资料是经由望远镜观测而得到，有关它的卫星、行星环数量则由唯一飞掠天王星的旅行者2号所得到。这艘由美国国家宇航局（NASA）1977年发射的无人星际航天器在1986年经过天王星，于19】89年飞越海王星，成为唯一一枚造访这两个行星的航天器，该探测器发现海王星的6颗新卫星，以及海王星有5条光环。
木星
探测器给木星“体检”
木星是太阳系体积最大的行星，美国“先驱者10号”和“先驱者11号”探测器是人类探索木星最早的使者。1972年发射的“先驱者10号”于次年与木星相会，飞掠木星并拍摄了第1张木星照片。人类一共向木星发射了10枚探测器，这些探测器多以飞掠和环绕为主，其中最著名的是“伽利略”号。
从1995年到2003年，在围绕木星系统运行期间，“伽利略”号木星探测器为木星做了一次“身体检查”，获取大量珍贵资料。2010年8月，NASA又发射“朱诺”号探测器，将在2016年到达轨道，在穿越木星两极的极轨道间运行，以获得更多有价值的图像。
水星
鲜有探测器光临
与火星和木星相比，人类对水星稍显冷落。迄今为止，人类只向这颗太阳系最小的行星派出两枚探测器——1974年的“水手10号”和2004年的“信使”号，均由NASA发射。
由于表现出色，“信使”号探测器原定于2012年结束的使命将延长到2013年。肩负着探索水星表面和内部情况的“信使”号已经成为第一枚围绕水星轨道运行的人造太空器。
火星
明星探测器的摇篮
就在人类刚有能力挣脱地球引力飞向太空时，首枚火星探测器也上路了。1960年，前苏联向火星发射第一枚探测器。四天后，第二枚火星探测器升空，然而它们却连绕地球轨道都没能到达。上世纪60年代，前苏联共发射7枚火星探测器，全以失败告终。
上世纪60年代，美国也加紧探索火星，发射了“水手3号”和“水手4号”探测器，后者是首枚成功到达火星并发回数据的探测器。迄今为止，全球共进行46次火星探测计划，仅10次成功登陆，包括美国的“机遇号”和“勇气号”，虽然如此，一个有趣的现象是，火星探测器中出了很多明星，最当红的当属“好奇号”。
2012年“好奇号”是人类对火星最“沉重”一吻，因为“好奇号”重达900多公斤，有SVU汽车大小，这样体型庞大的火星车登陆火星在人类史上还是头一次。
“好奇号”将在火星上工作两年，探寻火星上维持生命的可能性。“好奇号”要克服的难题之多，连美国国家宇航局（NASA）官员都感叹，“这是NASA有史以来所有的机器人行星探测计划中最艰难的一次。”
为了让“好奇号”安全降落火星，NASA工程师借助西门子的产品生命周期管理软件对火星探测器进行数字化设计、模拟和虚拟组装，有助于确保探测器能经受火星任何环境的考验。
■ 哪些技术助力探测器
模块化让发射更简单
NASA的月球大气与尘埃环境探测器（LADEE）今年9月升空，主要目标是在月球环境未被探月活动进一步扰动前探索月球大气的整体密和变化状况等，以及月球尘埃对探测器的影响程度。
LADEE探测器的设计进行巨大创新，采用模块化设计，有效降低预算和飞行器的体积，并成功缩短了从设计到发射的时间。LADEE大小与小轿车差不多，所需动力相当于5个60瓦灯泡。或许此后，若要发射不同功能的探测器只需将不同功能模块组合即可发射，将大大推动人类探索太空能力。
核聚变动力推进火箭
目前执行行星探索任务的飞行器大都使用大气制动，即利用其他行星大气的摩擦力节省推进剂,研究人员正试图对此进行突破。NASA正在研发核聚变推进火箭（FDR）。
FDR为一台150吨级火箭，利用磁场挤压由锂或铝制成的金属内圈来包裹氘和氚制成的核聚变燃料小丸，从而点燃核聚变反应。聚变反应在几微秒内发生并将推进物质以30公里/秒的速度喷射出去，并可以达到约每分钟点火一次以产生均匀的推力，避免突然的加速度对宇航员造成伤害。
运用FDR的飞行器几乎不需要依赖大气制动。NASA预计2020年在飞行器上进行使用。
软件模拟外星环境
借助精进的电脑技术，科学家可以在设计环节即考虑到探测器面临的各种问题，从而进行设计、分析与制造之间的无缝衔接，“好奇号”就是这样制作出来的。价值25亿美元的“好奇号”要是在着陆时撞上火星后果不堪设想，让“好奇号”顺利着陆的幕后英雄便是西门子公司的软件设计平台。
西门子公司公关部门人员对新京报记者介绍称，NASA在设计“好奇号”火星车时，采用了该公司提供的NX软件设计平台，模拟好奇号可能在火星上碰到的各种问题，特别是着陆时的惊险7分钟，要从2、1万公里/小时的高速减至2公里/小时以下的着陆速度
西门子的软件平台成功模拟了探测器进入火星大气层时可能会遇到的多种物理影响，进行8000次模拟着陆，确保着陆时不会碰撞损伤“好奇号”携带的精密仪器。
人类对其他星球的探索2
初识宇宙 --- 观测宇宙
第谷·布拉赫（1546~1601年）第谷是最后一位也是最伟大的一位用肉眼观测的天文学家，同时他也是一位占星师。他的观测对人类推翻地心说起到了不可磨灭的作用。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。可以说，作为丹麦天文学家的第谷，是近代天文学的奠基人。
伽利略·伽利雷（1564~1642）伽利略对近代科学做了太多的贡献，这里只讨论他对天文学的贡献。1609年他创造了天文望远镜用来观测天体，发现了月球表面凹凸不平，又发现了木星的四颗卫星，土星光环、太阳黑子、太阳自转、以及银河的组成。
约翰尼斯·开普勒（1571~1630）开普勒发现了行星运动三大定律，即：轨道定律：所有行星分别是在大小不同的椭圆轨道上运行、面积定律：在同样的时间里行星向径在轨道平面上所扫过的面积相等、周期定律：行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。
其实，最早的天文学家都是一些占星师，他们为了谋生而夜观星象。
认知宇宙 --- 结合现实观测形成理论
艾萨克·牛顿（1643~1727）1672年制造了反射望远镜。他用质点间的万有引力证明，密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有关，而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。
牛顿提出的万有引力定律解决了当时的一个世纪性难题，“为什么行星运动会遵循开普勒定律？”当时许多天文学家试图从各个行星的运行轨迹中找到太阳系总体行星的运行规律，可是却始终找不到。
直到牛顿提出万有引力。万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。天文学家根据这一定律终于初步掌握了天体的运动。这一切还都需要感谢另外一位天文学家。
埃德蒙多·哈雷（1656~1742）虽然他本身也是一位很著名的人物，我们唯一能用肉眼观测的彗星 --- 哈雷彗星 就是以他的名字命名的。但是他对这个世界的最大的贡献就是将牛顿定律应用到天文学中，牛顿定律能够被这个世界所熟知都是因为哈雷。
牛顿这个人性格孤僻，不善交际，而且极度敏感，一般人不喜欢与他交朋友，但是哈雷情商特别高，摸清了牛顿的脾气，与牛顿成为了好友，哈雷初次拜访牛顿的时候牛顿已经完成了牛顿定律的研究，只是他自己没有在意，也没有对外公布，当哈雷问起他关于天体运动关系时，他随口即答，随后由于哈雷的原因，牛顿将自己的理论整理了出来，并公布于世。
在牛顿之后的200年里人们不断的对宇宙进行探索，得到了大量的宇宙观测数据。但是又出现了许多牛顿物理解决不了的问题。
接近神的人 --- 爱因斯坦（广义相对论）
广义相对论将引力场解释为时空的弯曲，他的存在解决了许多无法解释的天文现象 如：水星近日点进动、光线在引力场中的弯曲、光谱的引力红移、引力透镜等，这些都是因为光线在经过大质量天体附近时由于引力场的存在导致空间弯曲。
不过广义相对论在创立之后的半个世纪都被当做牛顿物理体系的一个修正工具。直到上个世纪60年代发现了强引力天体、宇宙微波背景辐射、黑洞等天文学现象广义相对论才被真正的重视起来。
广义相对论所得出的都是一些预言，都是后来被一点点证实，2016年2月11日，美国科研人员宣布人类首次观测到引力波，至此广相对论才被完整证实。此次观测到的是两个黑洞于13亿年前碰撞，两个巨大质量结合所引起的时空扭曲。
广义相对论的两个基本原理：
1、等效原理：惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的。
理解：这个原理在我们高中的时候就有所接触。假设将你在一个密闭的箱子里并且处在一个未知空间中，此时如果箱子以一定的加速度持续向上运动你会感觉到自己的重量，但是你不知道这个重量的来源，你会有两个猜测
1、此时箱子在一个星球上，你所感受到的是由万有引力提供的重力。
2、此时箱子正在以一定的加速度向上运动，你所感受到的是惯性力。
2、广义相对性原理：所有的物理学定律在任何参考系中都取相同的形式。
理解：我们平时所说的参考系无非就是平面直角坐标系与三维坐标系又叫做笛卡尔坐标系。这些坐标系的一个共同特点就是他的每一个维度都是直线，这是欧几里得空间的特性。还有非欧几里得空间，非欧空间是弯曲的，就像我们现在生活的地球，你觉得地面是平的，但是他有一定的曲率。
爱因斯坦还提出了光速不变原理即：无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这也为我们探测宇宙提供了有力帮助。
现代宇宙探测 --- 看不见的宇宙
宇宙大爆炸论：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。
宇宙大爆炸论认为，宇宙在达到一个临界密度之后就会开始收缩，最终整个宇宙会是大爆炸的逆过程---大坍缩。爱因斯坦通过现有数据计算出来宇宙的临界密度，但是现实世界中根据我们所能探测到的所有物质计算出来的临界密度却远小于临界密度。
按照大爆炸理论，当宇宙密度大于临界密度的时候宇宙处于膨胀阶段，当密度小于临界密度的时候宇宙开始收缩。但是现在的情况却是宇宙密度远小于临界密度，但是宇宙却在加速膨胀。这就说明宇宙中有我们探测不到的东西。
暗物质、暗能量
暗物质最早在1932年被提出，他是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。
虽然暗物质我们不能直接观测，但是可以通过各种天文观测知道它的存在。最好的方法就是引力透镜，当光线通过大质量天体的时候会发生弯曲。现在已经确定了暗物质的存在。
至于暗能量，你可以将它理解为反引力，宇宙膨胀的主要推动者。新的一项研究发现，一部分暗物质正在消失，而导致他们消失的原因则是暗能量。暗能量很有可能在消耗着暗物质，如果这一推论正确那这种现象将对宇宙的未来产生重大的影响。
现代科学认为我们所能观测到的质量只能占整个宇宙的4%，剩余26%为暗物质，70%为暗能量。
人类的极限--- 可观测宇宙
先来说明一个长度单位 --- 光年 即 ：光在一年的时间内走过的距离。假设我们探测到一个距离我们3万光年的恒星，那么我们所看到的.光是这个星球3万年前发出的，这个光行走了3万年的时间才到达地球。
人类对其他星球的探索3
人类用仪器探索其他星球，倘若真的存在外星人，是不是一旦地球的位置被暴露就有可能惹祸上身？比如仅剩的资源被掠夺、生命被屠杀，乃至外星人开始统治地球？首先，宇宙中的星系数以亿计，人类目前却只发现到了几千个系外行星，虽然我们暂时可以确定这些星球上没有生命存在的迹象。
但是，这并不表示这些行星所在星系的其他星球不存在地外生命，更不代表其他我们连行星位置都无法确定的星系不具备生命存在的条件。
简单点说，就宇宙的组成的庞大程度，再加上生命诞生的可能性来说，地球大概率不会是唯一存在生命的星球。所以，科学家们探索系外星系并不只是为了满足好奇心，更希望找到其他同样适合地球生命繁衍生息的星球。
正如大家现在所了解的这样，人类社会文明的发展算得上是突飞猛进，从生存最艰难的原始社会，到终于可以通过劳作吃饱的原始农牧业阶段，再到现在的载人登月、乃至系外行星探索阶段。我们可以暂不谈过去几百万年的漫长进化过程，仅仅是已大家亲身经历的时间，比如以十年为期，大家周围所发生的变化便可用翻天覆地来形容。
但是，地球也跟我们这些普通生命一样，它也有自己既定的生命长度和演化阶段。现在的地球已经远不如几百年前对生命更友好，这其实就跟人类的生产活动有很大关联。虽然地球的演化有自己的步伐，但它也会因为外来因素而发生改变，比如我们排放的大量温室气体，越来越多的野生动物灭绝，又或是可能会遭受的小行星撞击。
目前，在地球上生活的我们，不仅感受到了众多资源的匮乏，就连的气候问题也变得日益严重。从北极冻土融化可能释放大量古老病毒复活，到南极冰层被血红色的雪覆盖、乃至部分区域无冰。
世界上的许多地方，都在一年一年的打破最高温度纪录，不要觉得现代社会有了空调就能解决这样的气候问题，因为，还有很多大家必要的东西需要经受地球气候的考验。
而且，从行星和恒星的演化关系来说，我们都知道太阳所带来的能量对地球生命而言至关重要，但是当太阳演化到红巨星阶段的时候，我们的地球便很有可能会被它吞噬。
即便行星和恒星之间的位置也会因为时间的推移而发生变化，地球有可能会因为距离比现在更远而不被直接吞没，但至少可以肯定地是：那时候的地球已经不再位于太阳的可居住范围之内，任何生命都没有再在这颗星球上生存下去的可能。
简而言之，人类想要更长时间的在这个世界上生存下去，那么，就需要在地球上的资源被消耗完之前，在地球的气候变得彻底不适合人类生活之前，尽早地寻找到下一颗适合地球生命居住的星球
这也是人类寻找宇宙中其他可能有生命存在的星球的根本原因。所以，尽管有可能存在地外生命、乃至地外文明，我们依然需要制造出更先进的探测设备，从而将宇宙中科观测的范围进一步扩大。
并且，即便有一天，生活在宇宙中的另一个世界的生命发现了我们的存在，也不见得就拥有来到我们这个世界的科学技术。而且，获取另一个星球上存在的生命，跟我们人类是完全不一样的存在体，大家所需要的东西或许都存在很大的不同。而且，人类虽然只在地球上进化了数百万年的时间，但放眼地球过去的四十多亿年历程，我们依然是这颗星球上唯一发展出现代文明的生命。
