凤凰号火星探测器和火星極冠

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凤凰号火星探测器和火星極冠之间的区别

凤凰号火星探测器 vs. 火星極冠

凤凰号（）是美国国家航空航天局于2003年基于火星侦察兵计划而启动的火星探测项目，凤凰号于2007年8月4日发射，在2008年5月25日成功在火星北极软着陆。这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星的北极地区，对火星的极地环境进行探测，搜索适合火星上微生物生存的环境，并研究那里的水的历史。 凤凰号任务由美国宇航局领导的喷气推进实验室和亚利桑那大学下属的月球和行星实验室负责。这项任务有包括美国，加拿大，瑞士，丹麦，德国，英国，美国国家航空航天局，加拿大航天局，芬兰气象研究所，洛克希德·马丁航天系统公司和MacDonald Dettwiler＆Associates（MDA）航天公司等机构参与。凤凰号任务是NASA历史上第一个由公立大学领导的火星任务，它由亚利桑那大学图森分校直接领导，喷气推进实验室对项目进行管理，洛克希德马丁公司负责项目开发。包括发射费用，凤凰号任务总耗资约3.86亿美元。 除了拍摄照片和气象观测等任务，凤凰号还搭载了長約2.3米的机械臂，它可以向下挖掘，並將挖掘所得的土壤樣本送回鳳凰號，使用搭载的科学仪器對土壤中的水冰和其他物质（例如矿物，可能的生命物质等）加以分析。. 火星有兩個永久性的極冠。在極區的冬天，極冠沉浸在持續的黑暗中，使得表面冷卻，並導致大氣中25－30%的二氧化碳凝華在表面成為板狀的固態二氧化碳（乾冰）。當極區再次曝露在陽光下，冰凍的CO2會昇華 。這種季節性的行動運輸大量的塵埃和水蒸氣，產生類似地球的霜凍和巨大的卷雲。機會號在2004年曾經拍攝到水冰的雲。 兩極的冠主要由水冰組成。北半球的冬季，冰凍的二氧化碳積累為一米厚的薄層（相對於南極）；南極冠有厚約八米的永久乾冰蓋。在火星北半球的夏季，北極冠的直徑約為1,000公里，並且包含大約160萬里立方公里的冰，如果均勻的分佈在極冠將有2公里厚（相較之下，地球的格陵蘭冰原體積是285萬立方公里）。南極冠的直徑為350公里，厚度約為3公里。 估計南極冠和相鄰層狀沉積的冰總體積也在160萬立方公里。兩極的冠都顯現螺旋結構，最近火星勘測軌道飛行器使用的雷達穿透冠的分析顯示，螺旋是由於科氏效應的沉降氣流造成的。 南極冠附近一些地區的季節性結霜導致地面形成1米厚的乾冰板。隨著春天的來臨，陽光溫暖了地下和來自下方的CO2昇華的壓力，抬高乾冰板並最終導致破裂。這導致火星間歇泉的噴發，並造成CO2氣體與暗色的玄武岩沙子或塵埃的混合。這個過程是快速的，在幾天、幾周或數月的觀察，就會發現這不尋常變化率的地質學 －特別是在火星。氣體在衝向間歇泉的地方，會在冰層下雕刻出一種類似蜘蛛狀的徑向通道。.

升华

昇華是指一种物质从固态不经过液态直接转化为气态的过程，是物质在温度和气压低于三相点的时候发生的一种物态变化。 与昇華相反的过程称做凝華，指物质从气态直接变成固态。這樣的例子有結霜。 昇華是吸熱的反應，所需的焓是汽化熱和熔化热之和。.

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乾冰

乾冰是二氧化碳的固体形式。在正常气压下，二氧化碳的凝固点是攝氏負78.5度，在保持物體維持冷凍或低溫狀態下非常有用。其無色、無味、不易燃、略帶酸性。乾冰的密度各不相同，但通常約為1.4至1.6 g/cm3。乾冰能夠急速的冷凍物體和降低溫度並且可以用隔離手套來做配置。現在乾冰已經廣泛的使用在許多層面，乾冰在增溫時是由固態直接昇華為氣態，直接轉化為氣體而省略轉為液態的程序，因此其相變並不會產生液體，也因此稱做“乾冰”。要將二氧化碳變成液態，就必須將氣壓增強至5.1大氣壓才會出現液態二氧化碳。.

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二氧化碳

二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳，約佔0.04％。二氧化碳略溶於水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不過每年因為人為的排放增加，比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm，為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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火星

火星（Mars, 天文符號♂），是離太陽第四近的行星，為太陽系中四顆類地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯，是羅馬神話中的戰神；古漢語中則因为它荧荧如火，位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑。火星在太陽系的八大行星中，第二小的行星，其質量、體積仅比水星略大。火星的直徑約為地球的一半，自轉軸傾角、自轉週期則與地球相當，但繞太陽公轉周期是地球的兩倍。在地球上，火星肉眼可見，亮度可達-2.91，只比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間裡比木星暗。 火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷。火星在視覺上呈現為橘紅色是由其地表所廣泛分佈的氧化鐵造成的。火星地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水，火星南半球是古老、充满陨石坑的高地，北半球则是较年轻的平原。 火星有兩個天然衛星：火衛一和火衛二，形狀不規則，可能是捕獲的小行星。火星目前有四艘在軌運行的探測船，分別是火星奧德賽號、火星快車號和火星偵察軌道器以及2014年9月22日抵达的MAVEN轨道器，地表還有很多火星車和著陸器，包括兩台火星車：機會號和好奇號，和已經結束任務的精神號和鳳凰號。根據觀測的證據，火星以前可能覆蓋大面積的水。亦觀察到最近十年內類似地下水湧出的現象。 火星全球勘測者則觀察到南極冠有部份退縮。火星快車號和火星偵察軌道器的雷達資料顯示兩極和中緯度地表下存在大量的水冰Water ice in crater at Martian north pole http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMGKA808BE_0.html。2008年7月31日，鳳凰號直接於表土之下證實水冰的存在。2013年9月26日，火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分，大約為1.5至3重量百分比，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。2015年9月證實火星有間歇流動的液態水（液態鹽水）。.

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火星水文

火星水文是研究火星表面水的狀態。相較於地球，液態水在火星表面幾乎不存在。火星的水大多鎖在永久凍土和極冠等冰凍圈（Cryosphere），所以在火星表面沒有足夠的液態水可以形成水圈。只有極少量的水蒸氣存在於火星大氣層。 現在火星表面環境因為大氣壓力和溫度過低，會讓液態水蒸發或凝固而無法存在。因此研究人員研究古代火星的水文遺跡，重建。但仍無法解答液態水消失的原因。 目前已有許多直接和間接證據證明火星表面有液態水間歇性存在於表面或地表下；例如河床Harrison, K and R. Grimm.

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高解析度成像科學設備

解析度成像科學設備（High Resolution Imaging Science Experiment，缩写为HiRISE）是火星探測衛星火星偵察軌道器的攝影機。該攝影機重量65kg，造價4000萬美元，在亞利桑那大學的月球與行星實驗室主導下由波爾航太科技公司（Ball Aerospace and Technologies Corp.）製造。該儀器包含一台口徑0.5m的反射望遠鏡，是深太空任務中使用過最大的望遠鏡。該望遠鏡可拍攝解析度达0.3m/px的火星表面影像。 直到2010年，HiRISE拍攝的影像已覆盖火星表面的1%。.

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