火星上什麼時候能上去人?

思念參軍的年代1969


美國國家航天局NASA在北京時間5月5日晚7時05分剛剛發射了“洞察者”號火星探測器。如果一切正常,洞察者號會在今年11月26日登陸火星,歷時半年多一點。


人類曾經登陸過月球,那是在美蘇爭霸時期。美國幾乎是用了舉國之力將宇航員送到了月球表面,投入給登月計劃的經費一度佔到當年科研經費的五分之一,而剛剛升空的“洞察者”號僅僅花了8.3億美元。

因登月投入太大,人類幾十年來沒能繼續登陸月球。若是將人送到火星表面,比登陸月球還要困難很多倍。

飛船往返地球和月球只不過是幾天的時間,而要往返火星,就目前最快的速度看至少需要半年左右的時間。這半年的時間裡宇航員要“囚禁”在狹小的飛船裡。飛船中還要攜帶足夠多的食物、水分、氧氣,以及返回時需要的燃料、火箭等等。這個過程不僅是對宇航員生理和心理的嚴重挑戰,也對人類的技術提出了巨大的要求。發射阿波羅飛船的土星五號起飛質量高達3000餘噸,要想將人送上火星並安全返回,飛船的起飛質量需要高出一個數量級。


人類還不能實施這樣的計劃,目前也沒有載人飛船登陸火星的計劃。不過,隨著人類技術的逐步發展,技術問題會逐步得到解決,人類的腳印一定會踩在火星上。處在太陽系宜居帶內紅色火星一直是人類的嚮往,或許幾百年後人類還能大規模向火星移民。


刁博


按照目前的計劃,人類將在大約15年後登陸火星,我們將成為歷史的見證者。雖然人類早在半個世紀前就已經登陸過月球,但50年過去了,月球至今還是人類去過的唯一地外世界,也是人類去過的最遠地方。之所以我們仍然踏步不前,最主要原因是載人深空探測缺乏資金投入。

航天活動的成本很高,尤其是載人航天活動,必須要保證宇航員的安全,這需要大量的資金投入。當年美國能夠實現載人登月,主要是因為當時的情況很特殊。為了實現載人登月,美國不惜一切代價。然而,成功實現載人登月之後,美國並沒有獲得巨大的經濟回報,所以美國成功登月6次之後就提早終止了阿波羅登月計劃。

雖然月球距離我們僅38萬公里,但人類登陸就已經是困難重重,更何況是最近距離遠在5500萬公里之外的火星。相比起月球,載人登陸火星的難度要大得多,並且也要投入大量的資金。在人類登陸火星之前,前期需要大量的準備工作。飛往火星每隔26個月才有一個發射窗口,載人火星任務的持續時間至少要8個月,這對於宇航員來說是一個巨大的考驗,也需要非常先進的生命保障系統。而火星上並沒有已知的資源可以為載人登陸火星提供巨大的經濟回報,所以載人火星任務遲遲沒有實施。

但正如太空探索技術公司(SpaceX)的創始人埃隆·馬斯克所言,人類的眼光要放得更長遠一些,我們要努力成為多行星物種,以避免地球遭遇不測而導致人類滅亡。對此,NASA和SpaceX分別計劃將在2030年左右把人類送上火星。人類終有一天會離開地球搖籃,而我們這一代人將有幸成為歷史性時刻的見證者。


火星一號


如果僅僅是登陸的話,人類現在的技術儲備基本就夠上火星了。

雖然還有一些技術上的問題沒有最後解決,但已經不影響大局了。

從人類多次發射的無人探測器發回的情況來看,火星上並沒有極端的情況出現,到火星環境,最多就象在太空站裡生存一樣,只不過,距離太過遙遠。

人類登陸火星,最重要的有幾個這樣的問題。

一、火箭技術

目前人類的火箭技術基本能滿足前往火星的要求。飛往火星,需要一款重型火箭,需要把150多噸的負荷發射到近地軌道。這個就是人類前往火星的載人飛行器。以登月時的技術來著,目前人類的火箭技術能達到這個要求。

同時向火星發射數個艙體,這些艙體包括生活艙、補給艙或燃料等,以備宇航員到火星時生活和返回之需。

二、宇航員的健康問題

從地球到火星,人類的飛行器需要200多天。國外數名宇航員在太空站的停留時間均已大大超過這個數字。但是有實驗表現,長期失重狀態會導致骨質疏鬆的症狀,根據研究,這種骨質疏鬆就算是不停鍛鍊也無法遏止,因為在失重狀態,造骨的幹細胞會大量死亡,目前還沒有聽說有效的解決方案出臺。不過在這個問題上,似乎無法影響人們前往火星的決心。

三、火星著陸

宇航員火星登陸,當然是最為重要的一環,一旦失敗,一切都無從談起。不過從目前情況來看,最有可能採取的是好奇號的登陸方式。不過當然不是重達30多噸的火星載人飛行器了,而是隻有3-5噸重的火星登陸艙,餘下的部分繞行火星,當做通訊中轉站和物資補給站。這就與登月方式基本相當。

宇航員登陸火星之後,會放出火星車去尋找先前投到火星表面的生活艙和補給艙等。然後建立簡易的火星科考基地,進行為期一年左右的科學考察,等待次年發射窗口的降臨。

四、火星考察期的保障

在火星上要呆一年左右的時間,這個時間裡,宇航員們的生活保障顯得極為重要,特別是飲食起居和醫療。此外,火星上的大氣和水並不適合人類,對於人類來說是有毒的。最為討厭的是火星上細小的粉塵。直徑只有0.2微米的粉塵沾在宇航服上,不使用有效的吸塵裝置根本無法弄掉。

五、火星上的返航

火星上返航,最有可能的象電影《火星救援》裡那樣安排,返回艙早已經準備好了,隨時可以點火起飛。離開火星,當然不可能象離開月球那樣簡單。月球上沒有大氣,引力又小。功率小些的火箭就可以順利完成任務。

從火星起飛,火箭帶著返回艙必須達到5公里/小時以上,才能順利地逃出火星引力和大氣層。在火星上空,返回艙與火星軌道上的火星飛船進行對接,然後返回地球。

由於火星是繞太陽運行的行星,且在地球軌道之外,所以整個火星之旅至少需要兩年,才能湊足往返所需的發射窗口。這與去月球有著本質的區別。

至於移民火星等內容,人類必須要建立起一個完整的生物圈,實現食品、水源、氧氣、物資等的自給自足。同時,對於長期定居火星,繁衍後代等一系列生理問題還需要深入的研究和實踐,目前並不具備條件。


史海探奇


人類設想登陸火星可以說由來已久,但一直因為技術的原因沒有實現。


同時,地球與火星在圍繞太陽公轉的時候,每兩年才接近一次,這時候才是火星任務發射的窗口期,而火星與地球的近地點最近也有5500萬公里,而這個近地點的機遇更是要等15-17年才有一次。

所以不僅登陸火星的技術很重要,登陸火星的窗口也很重要。

根據目前美國NASA的計劃,是準備在2030年登陸火星,其它各國包括民間組織所謂的“登陸火星”計劃,也大都在2025年之後,這裡面的原因就是為了火星近地點的大沖窗口期,和實際技術發展而預留的時間。

今年既是火星“大沖”之年,是火星離我們最近的時候,但以目前的載人空間技術還不足以支持宇航員登陸火星,而下一次的火星“大沖”窗口期,則最快也要等15年以後,也就是2033年之後。

同時,登陸火星最重要的返回技術成熟也需要時間,登陸火星僅是開始,一去不回那不是登陸,那就自殺,所以載人返回技術也至關重要。

而目前載人航天火箭的最大近地軌道也不過130噸左右,地月轉移軌道的運力更低,說白了以目前的技術對火星進行深空探索也只能是買張單程票。

但是,隨著現在液氧甲烷推進劑火箭發動機的日趨成熟,未來最大的可能就是在火星這個富含甲烷的星球,建立工作站,提取甲烷推進劑,來進行雙向的火星往返工程。

圖注:美國Xpacex、藍色起源、我國藍箭航天等多傢俬人航天企業的液氧甲烷發動機先後點火成功,液氧甲烷火箭發動機的研製已經正式在國際上進入了快車道。


雖然現在談登陸火星還為時甚早,但無論怎樣,人類畢竟已經從仰望星空走到了探索月球,人類的一大步既然能踏上月球,踏上火星等地外星球進行深空探索也不會是夢的……


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