火星上什么时候能上去人?

思念参军的年代1969


美国国家航天局NASA在北京时间5月5日晚7时05分刚刚发射了“洞察者”号火星探测器。如果一切正常,洞察者号会在今年11月26日登陆火星,历时半年多一点。


人类曾经登陆过月球,那是在美苏争霸时期。美国几乎是用了举国之力将宇航员送到了月球表面,投入给登月计划的经费一度占到当年科研经费的五分之一,而刚刚升空的“洞察者”号仅仅花了8.3亿美元。

因登月投入太大,人类几十年来没能继续登陆月球。若是将人送到火星表面,比登陆月球还要困难很多倍。

飞船往返地球和月球只不过是几天的时间,而要往返火星,就目前最快的速度看至少需要半年左右的时间。这半年的时间里宇航员要“囚禁”在狭小的飞船里。飞船中还要携带足够多的食物、水分、氧气,以及返回时需要的燃料、火箭等等。这个过程不仅是对宇航员生理和心理的严重挑战,也对人类的技术提出了巨大的要求。发射阿波罗飞船的土星五号起飞质量高达3000余吨,要想将人送上火星并安全返回,飞船的起飞质量需要高出一个数量级。


人类还不能实施这样的计划,目前也没有载人飞船登陆火星的计划。不过,随着人类技术的逐步发展,技术问题会逐步得到解决,人类的脚印一定会踩在火星上。处在太阳系宜居带内红色火星一直是人类的向往,或许几百年后人类还能大规模向火星移民。


刁博


按照目前的计划,人类将在大约15年后登陆火星,我们将成为历史的见证者。虽然人类早在半个世纪前就已经登陆过月球,但50年过去了,月球至今还是人类去过的唯一地外世界,也是人类去过的最远地方。之所以我们仍然踏步不前,最主要原因是载人深空探测缺乏资金投入。

航天活动的成本很高,尤其是载人航天活动,必须要保证宇航员的安全,这需要大量的资金投入。当年美国能够实现载人登月,主要是因为当时的情况很特殊。为了实现载人登月,美国不惜一切代价。然而,成功实现载人登月之后,美国并没有获得巨大的经济回报,所以美国成功登月6次之后就提早终止了阿波罗登月计划。

虽然月球距离我们仅38万公里,但人类登陆就已经是困难重重,更何况是最近距离远在5500万公里之外的火星。相比起月球,载人登陆火星的难度要大得多,并且也要投入大量的资金。在人类登陆火星之前,前期需要大量的准备工作。飞往火星每隔26个月才有一个发射窗口,载人火星任务的持续时间至少要8个月,这对于宇航员来说是一个巨大的考验,也需要非常先进的生命保障系统。而火星上并没有已知的资源可以为载人登陆火星提供巨大的经济回报,所以载人火星任务迟迟没有实施。

但正如太空探索技术公司(SpaceX)的创始人埃隆·马斯克所言,人类的眼光要放得更长远一些,我们要努力成为多行星物种,以避免地球遭遇不测而导致人类灭亡。对此,NASA和SpaceX分别计划将在2030年左右把人类送上火星。人类终有一天会离开地球摇篮,而我们这一代人将有幸成为历史性时刻的见证者。


火星一号


如果仅仅是登陆的话,人类现在的技术储备基本就够上火星了。

虽然还有一些技术上的问题没有最后解决,但已经不影响大局了。

从人类多次发射的无人探测器发回的情况来看,火星上并没有极端的情况出现,到火星环境,最多就象在太空站里生存一样,只不过,距离太过遥远。

人类登陆火星,最重要的有几个这样的问题。

一、火箭技术

目前人类的火箭技术基本能满足前往火星的要求。飞往火星,需要一款重型火箭,需要把150多吨的负荷发射到近地轨道。这个就是人类前往火星的载人飞行器。以登月时的技术来着,目前人类的火箭技术能达到这个要求。

同时向火星发射数个舱体,这些舱体包括生活舱、补给舱或燃料等,以备宇航员到火星时生活和返回之需。

二、宇航员的健康问题

从地球到火星,人类的飞行器需要200多天。国外数名宇航员在太空站的停留时间均已大大超过这个数字。但是有实验表现,长期失重状态会导致骨质疏松的症状,根据研究,这种骨质疏松就算是不停锻炼也无法遏止,因为在失重状态,造骨的干细胞会大量死亡,目前还没有听说有效的解决方案出台。不过在这个问题上,似乎无法影响人们前往火星的决心。

三、火星着陆

宇航员火星登陆,当然是最为重要的一环,一旦失败,一切都无从谈起。不过从目前情况来看,最有可能采取的是好奇号的登陆方式。不过当然不是重达30多吨的火星载人飞行器了,而是只有3-5吨重的火星登陆舱,余下的部分绕行火星,当做通讯中转站和物资补给站。这就与登月方式基本相当。

宇航员登陆火星之后,会放出火星车去寻找先前投到火星表面的生活舱和补给舱等。然后建立简易的火星科考基地,进行为期一年左右的科学考察,等待次年发射窗口的降临。

四、火星考察期的保障

在火星上要呆一年左右的时间,这个时间里,宇航员们的生活保障显得极为重要,特别是饮食起居和医疗。此外,火星上的大气和水并不适合人类,对于人类来说是有毒的。最为讨厌的是火星上细小的粉尘。直径只有0.2微米的粉尘沾在宇航服上,不使用有效的吸尘装置根本无法弄掉。

五、火星上的返航

火星上返航,最有可能的象电影《火星救援》里那样安排,返回舱早已经准备好了,随时可以点火起飞。离开火星,当然不可能象离开月球那样简单。月球上没有大气,引力又小。功率小些的火箭就可以顺利完成任务。

从火星起飞,火箭带着返回舱必须达到5公里/小时以上,才能顺利地逃出火星引力和大气层。在火星上空,返回舱与火星轨道上的火星飞船进行对接,然后返回地球。

由于火星是绕太阳运行的行星,且在地球轨道之外,所以整个火星之旅至少需要两年,才能凑足往返所需的发射窗口。这与去月球有着本质的区别。

至于移民火星等内容,人类必须要建立起一个完整的生物圈,实现食品、水源、氧气、物资等的自给自足。同时,对于长期定居火星,繁衍后代等一系列生理问题还需要深入的研究和实践,目前并不具备条件。


史海探奇


人类设想登陆火星可以说由来已久,但一直因为技术的原因没有实现。


同时,地球与火星在围绕太阳公转的时候,每两年才接近一次,这时候才是火星任务发射的窗口期,而火星与地球的近地点最近也有5500万公里,而这个近地点的机遇更是要等15-17年才有一次。

所以不仅登陆火星的技术很重要,登陆火星的窗口也很重要。

根据目前美国NASA的计划,是准备在2030年登陆火星,其它各国包括民间组织所谓的“登陆火星”计划,也大都在2025年之后,这里面的原因就是为了火星近地点的大冲窗口期,和实际技术发展而预留的时间。

今年既是火星“大冲”之年,是火星离我们最近的时候,但以目前的载人空间技术还不足以支持宇航员登陆火星,而下一次的火星“大冲”窗口期,则最快也要等15年以后,也就是2033年之后。

同时,登陆火星最重要的返回技术成熟也需要时间,登陆火星仅是开始,一去不回那不是登陆,那就自杀,所以载人返回技术也至关重要。

而目前载人航天火箭的最大近地轨道也不过130吨左右,地月转移轨道的运力更低,说白了以目前的技术对火星进行深空探索也只能是买张单程票。

但是,随着现在液氧甲烷推进剂火箭发动机的日趋成熟,未来最大的可能就是在火星这个富含甲烷的星球,建立工作站,提取甲烷推进剂,来进行双向的火星往返工程。

图注:美国Xpacex、蓝色起源、我国蓝箭航天等多家私人航天企业的液氧甲烷发动机先后点火成功,液氧甲烷火箭发动机的研制已经正式在国际上进入了快车道。


虽然现在谈登陆火星还为时甚早,但无论怎样,人类毕竟已经从仰望星空走到了探索月球,人类的一大步既然能踏上月球,踏上火星等地外星球进行深空探索也不会是梦的……


分享到:


相關文章: