Joel Levine:为什么我们要重返火星
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0:00 - 0:05我要谈一下46亿年的历史,
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0:05 - 0:07仅用18分钟。
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0:07 - 0:10也就是每分钟3亿年。
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0:10 - 0:14让我们从NASA获得的第一幅
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0:14 - 0:16火星图片开始。
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0:16 - 0:18这是Mariner IV从火星飞过拍下的照片。
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0:18 - 0:21拍摄于1965年。(为第一张火星的近距离照片-摄于1965年7月14日)
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0:21 - 0:23当这幅照片公开时,
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0:23 - 0:26著名的科学杂志,
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0:26 - 0:29《纽约时代》,在编者栏中写道:
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0:29 - 0:31“火星毫无吸引力,
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0:31 - 0:34一片死寂。NASA不应该在火星探索中
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0:34 - 0:38浪费更多时间了。”
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0:38 - 0:40幸运的,我们在NASA华盛顿总部的领导们
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0:40 - 0:42更有眼光。
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0:42 - 0:46我们开始了对这颗红色星球的
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0:46 - 0:48大规模研究。
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0:48 - 0:52在所有自然科学中,核心问题之一是,
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0:52 - 0:54“地球之外是否存在生命?”
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0:54 - 0:58我相信火星是最有可能存在地外生命
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0:58 - 1:00的地方。
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1:00 - 1:02我将在几分钟为大家呈现
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1:02 - 1:04一些令人惊异的数据,这些在表明着
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1:04 - 1:06火星上可能存在生命。
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1:06 - 1:10不过还是让我们先从一张海盗号(Viking)火星探测器拍到的照片开始吧。
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1:10 - 1:14这是一张由海盗号(Viking)火星探测器所拍到的照片拼接而成的照片。
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1:14 - 1:17海盗号(Viking)火星探测器由NASA Langley研究中心
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1:17 - 1:19研制并维护。
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1:19 - 1:231976年夏天我们发射了2个卫星和2个着陆探测器。
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1:23 - 1:27我们共计有4个航天器,其中2个绕火星飞行,
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1:27 - 1:292个着陆于火星表面,
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1:29 - 1:31是一个令人惊叹的成果。
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1:31 - 1:33这张照片是(人类)在所有地球外的其他行星的地表
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1:33 - 1:35拍摄的第一张。
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1:35 - 1:37这是由海盗号(Viking)火星登陆探测器
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1:37 - 1:39在火星表面拍摄的一张照片。
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1:39 - 1:42是的,火星(the red planet)确实是红的。
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1:42 - 1:45火星的大小是地球的一半。
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1:45 - 1:48但是由于地球的2/3被水覆盖,
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1:48 - 1:51火星的陆地面积
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1:51 - 1:53和地球陆地面积相当。
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1:53 - 1:58所以,火星是非常大的地方,虽然它只有地球的一半大小。
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1:58 - 2:01我们已经拥有火星表面的
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2:01 - 2:03地形测量数据,知晓
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2:03 - 2:05海拔的差异。
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2:05 - 2:07我们知道很多火星的信息。
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2:07 - 2:11火星拥有太阳系中最大的火山--
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2:11 - 2:13Olympus Mons。
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2:13 - 2:15火星拥有太阳系中
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2:15 - 2:18的大峡谷--Valles Marineris。
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2:18 - 2:20非常非常吸引人的星球。
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2:20 - 2:23火星有太阳系
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2:23 - 2:25最大的环形山--
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2:25 - 2:27Hellas Basin。
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2:27 - 2:29足足2000英里宽。
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2:29 - 2:31如果在撞击物撞击到火星时,
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2:31 - 2:33你刚好在火星上,
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2:33 - 2:35那真是在火星上度过的悲惨的一天。
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2:35 - 2:37(笑声)
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2:37 - 2:39这是Olympus Mons。
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2:39 - 2:42它比Arizona州大。
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2:42 - 2:44火山非常重要,因为
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2:44 - 2:47火山产生大气和海洋。
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2:47 - 2:50我们现在看到的是Valles Marineris,
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2:50 - 2:52这个太阳系最大的峡谷,
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2:52 - 2:55足以把美国版图覆盖在上面,
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2:55 - 2:573000英里长。
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2:57 - 3:00火星最迷人的特性之一,
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3:00 - 3:02美国科学院所说的,
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3:02 - 3:05宇宙年龄十大神秘之一
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3:05 - 3:08是火星的特定区域具有
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3:08 - 3:10如此之强的磁场。
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3:10 - 3:12(这个磁场)我们称之为地壳磁场。
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3:12 - 3:15火星上的一些区域,或许有什么原因,
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3:15 - 3:18但我们不知为何会达到此种程度,
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3:18 - 3:21其地表具有非常非常强烈的磁性。
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3:21 - 3:23火星上有水吗?
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3:23 - 3:26答案是没有,现在没有液态水存在于
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3:26 - 3:28火星表面上。
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3:28 - 3:30但有一些有意思的证据
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3:30 - 3:33显示火星早期
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3:33 - 3:35可能曾经有河流和
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3:35 - 3:38快速流动的水。
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3:38 - 3:40目前火星非常非常干燥。
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3:40 - 3:43我们认为在极冠下存在一些水。
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3:43 - 3:46这是北极和南极极冠。
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3:46 - 3:48这是一些近期的照片。
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3:48 - 3:51来自勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)。
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3:51 - 3:53这些照片显示曾经
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3:53 - 3:57火星表面存在流动非常迅速的水。
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3:57 - 3:59为什么水很重要?水很重要
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3:59 - 4:03在于生命离不开水。
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4:03 - 4:05水是在进化中的
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4:05 - 4:09关键因素,是一个星球上的生命起源。
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4:09 - 4:11这是南极和
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4:11 - 4:14Olympus Mons的一些照片,
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4:14 - 4:16非常相似的特性,冰川。
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4:16 - 4:18这是固态水。
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4:18 - 4:21这是火星的冰水。
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4:21 - 4:24这是我最喜爱的照片,刚刚拍摄于几周前。
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4:24 - 4:26目前还没有公开发表。
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4:26 - 4:29这是欧洲宇航局。
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4:29 - 4:31火星快车号(Mars Express )探测器拍摄的一个环形山,
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4:31 - 4:33在环形山的中心
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4:33 - 4:36我们发现了液态水,我们发现了冰。
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4:36 - 4:38非常有意思的照片。
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4:38 - 4:42目前我们认为火星早期,
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4:42 - 4:45大概46亿年前,
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4:45 - 4:4946亿年前火星和地球非常相似。
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4:49 - 4:52火星曾有河流,火星曾有湖泊,
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4:52 - 4:56更重要的是火星曾有星球大小的海洋。
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4:56 - 5:00我们认为海洋曾经位于北半球。
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5:00 - 5:02这些蓝色区域
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5:02 - 5:05显示的是约4英里的深度,
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5:05 - 5:08曾经是火星表面的
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5:08 - 5:10古海洋区域。
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5:10 - 5:13火星上海洋大小的水究竟去哪儿了?
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5:13 - 5:15那么,我们有一个猜想。
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5:15 - 5:18这是几年前我们通过一个名叫奥德赛号(Odyssey)的
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5:18 - 5:22绕火星卫星探测到的数据。
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5:22 - 5:24火星表层下的水,
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5:24 - 5:27固体化为冰的形式。
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5:27 - 5:30这里显示的是百分比。如果是蓝色,
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5:30 - 5:33表示这里比重达16%。
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5:33 - 5:35内部按重量计算的16%
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5:35 - 5:38包含冷冻水,或者冰。
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5:38 - 5:41所以,在表层下存在大量的水。
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5:41 - 5:45我认为最有趣并且最令人困惑的测量结果
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5:45 - 5:48是今年早些时候
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5:48 - 5:51在科学杂志上
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5:51 - 5:54发表的。
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5:54 - 5:58我们现在看到的火星大气层中天然气,甲烷,
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5:58 - 6:02CH4的百分比。
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6:02 - 6:06可以看到有三个明显的甲烷区域。
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6:06 - 6:08为什么甲烷很重要?
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6:08 - 6:10因为在地球上,几乎所有的,
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6:10 - 6:1399.9%的甲烷
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6:13 - 6:16是由生命系统产生的,
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6:16 - 6:20不是外星人,而是地表下面或者
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6:20 - 6:22地表的微生物。
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6:22 - 6:24目前我们拥有证据
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6:24 - 6:27表明甲烷存在于火星大气中,
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6:27 - 6:29而这种气体在地球上,
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6:29 - 6:31是生命起源之初
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6:31 - 6:33由生命系统产生的。
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6:33 - 6:37这是三个羽状物A,B1,B2。
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6:37 - 6:40这是它的地形。
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6:40 - 6:43地质学的研究告诉我们:
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6:43 - 6:47这些区域是火星上最古老的区域。
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6:47 - 6:49事实上,地球和火星
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6:49 - 6:53都有46亿年了。
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6:53 - 6:57地球上最古老的岩石仅仅36亿年。
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6:57 - 7:00对于产生10亿年偏差的原因,
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7:00 - 7:02在我们地质学的理解上
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7:02 - 7:04是源于板块的构造。
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7:04 - 7:07地球的地壳曾被反复改变过。
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7:07 - 7:09我们没有早于前10亿年的
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7:09 - 7:11地质记录。
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7:11 - 7:13但相关记录在火星上存在。
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7:13 - 7:15我们现在看到的这个地形
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7:15 - 7:19可以追溯到46亿年前,
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7:19 - 7:22那是地球和火星形成的时候。
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7:22 - 7:24那是个星期二。
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7:24 - 7:26(笑声)
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7:26 - 7:28这个地图显示
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7:28 - 7:32火星表面我们曾经放置上宇航器的地方。
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7:32 - 7:35这是海盗一号(Viking I),海盗二号(Viking II)。
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7:35 - 7:38这是幸运号(Opportunity)。这是勇气号(Spirit)。
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7:38 - 7:40这是火星探路者号(Mars Pathfinder)。这是凤凰号(Phoenix),
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7:40 - 7:42我们两年前刚发射的。
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7:42 - 7:46注意,我们所有的漫步者和登陆者
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7:46 - 7:48都曾去过北半球。
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7:48 - 7:51那是因为北半球
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7:51 - 7:53是古海洋盆地
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7:53 - 7:55区域。
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7:55 - 7:57那里没有太多环形山。
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7:57 - 8:00那是因为水保护盆地
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8:00 - 8:04免受陨石的影响。
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8:04 - 8:07来吧,我们看看南半球。
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8:07 - 8:09南半球有著名的撞击坑,
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8:09 - 8:11还有火山坑。
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8:11 - 8:13这是Hellas Basin,
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8:13 - 8:16地质上非常奇特的地方。
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8:16 - 8:19看看甲烷所处的地方,甲烷在非常
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8:19 - 8:23粗糙的地形区域。
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8:23 - 8:25解开火星上存在的秘密的
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8:25 - 8:28最好方法是什么?
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8:28 - 8:32我们10年前提出了这个问题。
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8:32 - 8:35我们邀请了10位顶级火星科学家
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8:35 - 8:39到Langley研究中心做客两天。
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8:39 - 8:41在板子上我们重点提出了
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8:41 - 8:44目前没有解决的主要问题。
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8:44 - 8:47我们用了两天来
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8:47 - 8:50给出这个问题的最佳解答。
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8:50 - 8:53我们的会议结果是
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8:53 - 8:59火箭动力机器人飞船,我们称为ARES。
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8:59 - 9:03它是一个航天区域尺度级环境检测器。
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9:03 - 9:05这是ARES的模型。
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9:05 - 9:08这个是5:1的模型。
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9:08 - 9:12飞船由兰利研究中心设计。
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9:12 - 9:14如果说世界上有一个地方
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9:14 - 9:16能够建造一架能够在火星上飞行的飞机,
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9:16 - 9:18那就是Langley研究中心,
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9:18 - 9:20它有近100年的历史,
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9:20 - 9:23是顶级世界宇航中心
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9:23 - 9:26我们在表面飞行了大概一英里。
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9:26 - 9:28我们覆盖了几百英里,
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9:28 - 9:31以每小时450英里的速度。
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9:31 - 9:34我们可以为漫步者所不能为
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9:34 - 9:36做登陆者所不能做。
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9:36 - 9:39我们可以从山脉,火山,环形山上方飞过。
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9:39 - 9:41我们从峡谷上上方飞过。
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9:41 - 9:43我们能够从表面磁场,
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9:43 - 9:46极冠,地表下隐藏的水上方飞过。
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9:46 - 9:48并且我们能够在火星上寻找生命。
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9:48 - 9:50但是,同样重要的是,
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9:50 - 9:53当我们在火星的大气层中飞行时,
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9:53 - 9:56我们传输旅途的数据,
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9:56 - 9:59这场地球外的第一次飞机飞行的旅途,
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9:59 - 10:02并且将那些图像传回地球。
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10:02 - 10:06我们的目的是鼓舞美国民众,
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10:06 - 10:09那些正通过纳税为此行动付钱的人们。
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10:09 - 10:12更重要的是我们将
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10:12 - 10:15激发下一代的科学家,
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10:15 - 10:18科技人员,工程师和数学家。
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10:18 - 10:22那是国家安全和经济复苏的
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10:22 - 10:26重要领域,确保
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10:26 - 10:28我们培养出下一代的
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10:28 - 10:31科学家,工程师,数学家和科技工作者。
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10:31 - 10:34这是ARES
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10:34 - 10:36飞跃火星时的样子。
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10:36 - 10:38我们事先对它进行编程。
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10:38 - 10:40我们将飞跃这些甲烷存在的区域。
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10:40 - 10:43我们将为飞船装备设备,
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10:43 - 10:46每三分钟对火星大气进行采样。
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10:46 - 10:48我们将寻找甲烷
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10:48 - 10:50以及其他由生物系统产生的
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10:50 - 10:52气体
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10:52 - 10:56我们将明确定位天然气从何处释放。
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10:56 - 10:59因为我们能够测量产生甲烷的地区的梯度。
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10:59 - 11:02这样我们能够指导下次任务
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11:02 - 11:05在正确的区域着陆。
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11:05 - 11:08我们怎样将飞船运送到火星的呢?
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11:08 - 11:11用两个字来说,谨慎。
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11:11 - 11:15问题在于,我们并非驾驶它去火星,
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11:15 - 11:18而是将它放入宇宙飞船,
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11:18 - 11:20然后发射到火星。
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11:20 - 11:22宇宙飞船的
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11:22 - 11:26最大直径是九英尺。
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11:26 - 11:31ARES翼展21英尺,17英尺长。
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11:31 - 11:33那么我们怎么把它运到火星?
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11:33 - 11:35我们把它折叠,
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11:35 - 11:38然后放入宇宙飞船。
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11:38 - 11:41我们将它放入叫做减速伞的一个东西中。
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11:41 - 11:43这就是我们的办法。
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11:43 - 11:47我们有一段视频,可以表现这个过程。
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11:47 - 11:52视频:Green board. 5,4,3,2,1.
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11:52 - 11:55主引擎启动。起飞。
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12:05 - 12:08Joel Levine:福罗里达州肯尼迪航天中心报告。
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12:14 - 12:16宇宙飞船将花费9个月
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12:16 - 12:18才能到达火星。
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12:18 - 12:21它进入火星大气层。
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12:21 - 12:23大量热量。
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12:26 - 12:28摩擦发热。时速为每小时1万8千英里。
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12:28 - 12:32减速伞打开,用来减速。
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12:32 - 12:35隔热瓦脱落。
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12:35 - 12:38飞船首次进入大气层。
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12:38 - 12:41展开。
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12:41 - 12:43火箭引擎启动。
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12:50 - 12:53我们深信经过一小时飞行
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12:53 - 12:56我们将重新书写教科书上关于火星的部分
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12:56 - 12:59通过记录火星大气层的高精度测量数据,
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12:59 - 13:02在生物区寻找天然气,
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13:02 - 13:05在火山区寻找气体,
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13:05 - 13:08研究火星表面,研究表面的磁场,
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13:08 - 13:10那些都是目前我们未知的,
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13:10 - 13:13正如许多其他的区域。
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13:13 - 13:15熟能生巧。
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13:15 - 13:17为什么我们说我们可以完成这项计划呢?
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13:17 - 13:21因为我们已经测试了ARES模型,
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13:21 - 13:24八年中在NASA Langley 研究中心的十几个风洞
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13:24 - 13:27的半数中测试了数个模型,
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13:27 - 13:29在模拟火星条件下。
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13:29 - 13:31并且,同样重要的是
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13:31 - 13:35我们在地球大气层中测试了ARES,
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13:35 - 13:38在海拔一百万英尺的地方,
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13:38 - 13:41相当于火星上大气浓度和压力,
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13:41 - 13:44这个将来真正进行飞行的环境。
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13:44 - 13:47一百万英尺,如果你乘坐飞机飞到洛杉矶
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13:47 - 13:49你是在3万7千英尺。
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13:49 - 13:52我们的测试是在1百万英尺。
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13:52 - 13:55我将给你们展示我们的测试。
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13:55 - 13:57这是½大小的模型。
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13:57 - 13:59这是高海拔氦气气球。
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13:59 - 14:02这是在俄勒冈州Tilamook。
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14:02 - 14:06我们把折叠起来的飞船放到气球上。
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14:06 - 14:08升到那个地方需要大概三个小时。
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14:08 - 14:10在一百零三万英尺高度
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14:10 - 14:12根据指令释放它。
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14:12 - 14:16展开飞船,一切进行得很完美。
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14:16 - 14:18我们完成了
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14:18 - 14:20高海拔和低海拔测试,
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14:20 - 14:25全是为了使这项技术完美。
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14:25 - 14:27我们整装待发。
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14:27 - 14:29这里有一个比例模型。
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14:29 - 14:31不过我们有一个全比例模型
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14:31 - 14:34保存在NASA兰利研究中心
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14:34 - 14:38我们整装待发,目前所需要的只有NASA总部的支票
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14:38 - 14:40(笑声)
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14:40 - 14:42来支付花销。
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14:42 - 14:45我打算捐献今天演讲的酬劳
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14:45 - 14:47来完成这项任务。
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14:47 - 14:51事实上在这项计划上每个人都没有任何酬劳。
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14:51 - 14:53我们是ARES团队。
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14:53 - 14:57我们拥有约150位科学家和工程师,
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14:57 - 14:59我们与 火箭推进实验室
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14:59 - 15:01戈达德宇宙飞行中心,
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15:01 - 15:04Ames研究中心和6所相关大学
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15:04 - 15:06和一些企业一起开发这个计划。
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15:06 - 15:13这项计划是巨大的付出。这都在NASA Langley 研究中心内。
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15:13 - 15:16我总结如下:
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15:16 - 15:18离此处不远,
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15:18 - 15:21就在北卡罗莱纳州Kittyhawk大街,
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15:21 - 15:23略早于100年前
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15:23 - 15:25历史被创造于
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15:25 - 15:28当我们拥有了地球上第一架自有动力飞行的飞机时。
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15:28 - 15:30时至今日我们即将获得突破
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15:30 - 15:33去制造第一架飞行于
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15:33 - 15:35地球大气层之外的飞机。
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15:35 - 15:38我们准备在火星上起飞这架飞机,
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15:38 - 15:40重写教科书的关于火星章节。
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15:40 - 15:43如果你想知道更多信息,
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15:43 - 15:46我们的网站描述了这个令人激动
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15:46 - 15:49而迷人的任务,还有我们为什么想进行这个项目。
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15:49 - 15:51非常感谢。
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15:51 - 15:54(掌声)
- Title:
- Joel Levine:为什么我们要重返火星
- Speaker:
- Joel Levine
- Description:
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在TED的NASA,行星科学家Joel Levine展现了一些奇妙且费解关于火星的新发现:被冰层覆盖的环形山、古海洋的遗迹,古代生命存在的强烈迹象。他规划返回火星,探寻更多。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 15:54