03.02 把人送上火星,究竟难在哪里?

开心菓仔


火星虽然距离地球较近,但是这个近也是相对而言的,你看看每一次火星探测器需要多长时间登陆火星就知道了,通常而言火星探测器都需要至少6个月的时间才能够顺利登陆火星,多的时候需要300多天。

由于火星与地球的相对位置是一直都在变的,所以火星与地球的距离有远有近,近的时候5000多万公里,远的时候超过4亿公里,而且火星与地球的最短距离大约15年才出现一次,所以要想成功登陆火星需要的不仅仅是技术的问题,还需要天时。下面我就几个主要的技术问题来做一下讨论:

困难一:资金问题

别跟我说美国有钱所以人家就可以不在乎了吗?据统计,NASA进行一次火星登陆至少需要5000万美元,而“好奇号”火星探测器探索火星这一项目总共的投资达到了26亿美元!这还只是火星探测器呢,更别说是将宇航员送上火星了,这个花费不知又要在这个基础上翻多少倍。所以说,目前人类也没有能力将宇航员送上火星,更别说是探索或者是改造火星了,所以还需要继续发展科技从而减少人类登录火星的成本。

困难二:宇航员的返回问题

将宇航员送上火星毕竟又不像投放火星探测器那样只要放上去了而不用考虑返回的问题。可以说,目前宇航员想要到达火星也不是不可以实现的,关键在于从火星上安全返回地球那就很难了,因为火星是一个真正的行星,不是像月球一样是一个卫星,火星表面的重力加速度差不多地球的一半,不像月球只有地球的六分之一,可见火星的逃逸速度也是很大的,要想从火星上逃离,速度必须达到5.03千米每秒,如果没有火箭发射助推,单纯地依靠着陆器上的发动机我想这是不可能的吧。

困难三:火星的环境问题怎么克服

火星的大气密度只有地球的1%,非常干燥,温度低,表面平均温度零下55℃,昼夜温差上百℃,水和二氧化碳易冻结。这就给宇航员的探索带来极大的不便,补给问题该怎么办,况且,宇航员能够做的事比机器要少,因为如果是人去的话,能够携带的机器会少很多,所以让人类登陆火星去探索远远没有用机器探索来的划算。

除了以上的几个困难之外,还有很多很多的问题等待我们去解决,不过随着技术的发展,我相信总会有一天人类会成功登陆火星的!


镜像科普


人类离开地球,只是时间问题。载人登陆火星,目前的确还存在很多难题。那么,这些难度究竟有哪些?展开来谈谈。

动力引擎难题

我们先来了解下火星离我们有多远?由于天体都有自己的运行轨迹,当火星与地球处于同一直线轨迹的距离约为5560万千米。按美国“勇气”号(Spirit)的速度飞往火星,需要约210天。如果按照人类所掌握的最快速度17Km/s前往火星,只需要几十天就可以抵达。但是,这种使用燃料的航天推进器,速度虽快,需携带超重燃料升天,才够星际飞行。目前,还没有一款火箭动力能够将如此重的飞船载体飞离地球轨道。因此,如今前往火星,只有轻装的探测器。


要想实现快速前往火星,我们人类必须要能够在太空空间站装配完成其它推进引擎系统,比如中国在天宫号上面测试完成的电磁引擎。第一步,在地球表面采用常规的火箭系统,将飞船和引擎分批次送往空间站;第二步,在空间站将飞船动力,更换为电磁引擎或其它引擎,然后完成测试,再前往火星。

生命保障难题

拥有快速送宇航员前往火星的动力,接下来就是生命保障系统。如何让宇航员能够在火星生存得下去?需要解决辐射难题。按照当前的飞行速度前往火星,宇航员将面临来自太空中的各类辐射,它将会修改人体的DNA,会使人变异。如果动力引擎能够实现几周内抵达火星,太空辐射对宇航员的伤害可以省略。但是,火星内部的辐射量为每天20-25毫拉,是地球核电工厂工人标准量的两倍。如果要将人类送往火星,面对这些问题,首先得建造具有吸收放射性隔离保护区,当各类辐射来临时,能够保护宇航员,免受伤害。

火星环境难题

去火星,当然不是为了玩,首先就是展开科研实验。但是,这一切离不开电子仪器设备。火星拥有季节性沙尘暴,它能产生8000V的静电。如果没有什么保护措施,抵达火星表面的所有电子产品都会瞬间冒烟,更别指望发电设备能够运转。而火星大气都是二氧化碳,表面没有水。登陆火星,宇航员带足够的水与氧气显然不实际。因此,只能借用火星上面的CO2和H2进行转换活得生活所需的氧与水。但这些都需要电的参与,不然一切都只是计划。

除此外,人类登陆火星的成功率只有75%,要想返回成功率更低。因此,人类没有达到一定科学技术级别,登陆火星是冒着巨大的危险。鉴于难度,我们人类航天局的科学家们,已改变策略,将会率先采用智能机器人去冒险登陆,待一切基础完善,才会派宇航员前往。


汽航岛


登陆火星没那么难,难的是地球到火星至少5500万公里的距离,全世界现有的所有火箭都不能承担这么长距离的载人运载任务。

单单说登陆火星,不说来回的路程,按现在的技术是比较容易实现的,美国、中国、俄罗斯、日本、印度、欧盟/英国都发射过月球登陆探测器。美国和欧盟已经发射过几个火星登楼探测器,美国的好奇号探测器已经在火星获得了大量的数据资料,使人类对火星的了解程度越来越高。探测器登陆技术与载人登陆技术差别不是太大,只要能保证在登陆的时候,飞船的震荡、撞击在人和设备的承受能力之下,采用适当的减速手段,就能实现登陆。

但活生生的人与机器人可不一样,机器人只需要有电就行,不会孤独寂寞、也不会饿死。而人不行3天不喝水、1周不吃饭就要挂掉。现在的飞行器,从地球飞到火星需要差不多半年,飞船至少要携带来回1年的食物和能源,因为不知道可能面临的问题,所携带的物资还得有更大的富余量。这就对飞船的运载能力有很大的要求,可用空间也需要更大,全世界现有的运载火箭都无法承担。

现在各个航天大国都在研制自己的大推力运载火箭,我国在研制长征9号为了登月做准备,预计近地轨道运载能力能达到120吨左右,美国在研制SLS发射系统,运载能力预计可达到人类历史之最的165到180吨,可以承当更高难度的火箭发射任务。目前也有设想,预先发射制造燃料和食物的设备,在火星上捕捉季节性波动的甲烷生产燃料,用机器人种地生产食物,不过这也是一项大工程。


来看世界呀


俗话说:心急吃不了热豆腐。

相信绝大多数中国人都懂的,所以目前只不过是对火星感到好奇,真正心急火燎的想移民定居到火星的人很少。

如果问愿不愿意去发展科技,积累技术,为将来的某天向火星进军,不知道别人怎样认为,但个人认为“值”,而且是无论多大投资,都“值”。

那么登陆火星还有什么困难呢?首先是人类的牺牲精神,每个人都有追求安全的人身基本权利,即使条件成熟,对未知事物的畏惧肯定控制着人不敢不能迈出这一步,比如就是身边的献血、捐骨髓等等,都没有危险,但仍有太多的人不敢做,何况让他走到另一个世界。

技术限制,虽然目前能向宇宙发射卫星,飞船,还仅仅是低质量的无生命的科技工具,而且成功率还不多理想。要想把科技工具变成成熟的交通工具,还有很长的路要走。

火星生存环境限制,就目前能确定的火星生存环境,对人类来说,可以和地狱划等号了,那么实际的生存环境肯定更恶劣,何况,火星只能算是落脚的平台,所有的生存条件都必须自备。没有充足的准备,是不会轻易冒险的。

最后再说一个明显的因素,我们知道,韩国抢功的本领超强,没有人会自己做到后,然后被韩国抢去了,甚至不由自主的被韩国国籍了。 所以地球人都明白,这事就先让韩国去做好了,免得争的伤和气。只是不知道韩国啥时候去火星呢?


诗人的眼睛83314


为何人类对于登上火星情有独钟?

无论是现实场景还是美国好莱坞科幻大片中的逼真呈现,我们人类对于火星似乎有一种说不出的感觉!虽然目前还没有任何地球上登上过火星,但是对于征服火星的渴望却极为迫切!

首先我认为这可能是近些年来地球上的自然灾害频发,而且不断地有预言地球提前进入冰河时期,太阳风暴席卷地球等等,让很多人急于找一个能够延续种子的地方!

再者就是自从上一次人类登月以来,过了将近50年的时间,人类就一直局限于地球轨道以内活动!科技的发展更是让很多人迫不及待,一览火星光彩的画面时不时浮现在眼前,所以也让很多人充满了无限好奇与遐想!



我认为这是大多数普通人对于登上火星的主要考虑与想象!但是也不排除比如勘测新资源,科研探究等等科学活动的因素的存在!



那么人类登上火星究竟有多难呢?

无论从哪个角度去分析,载人登上火星的计划都面临极大风险和考验!以下几点,是我个人认为的主要难点!

1.丰富的知识积累

比如对火星环境的了解,面对突发情况的处理,甚至有没有做好有去无回的思想准备等等!这些都要通过后期大量的训练来积累经验和丰富大脑认知!

2.坚实的技术储备

有没良好的技术作为铺垫,那么登上火星的计划只会沦落为短时间的炮灰!也没有人愿意打没准备的仗!我们人类不单止要登上火星,而且要从火星上回来,不然一切回归于零!所以很多国家,哪怕是超级大国都不敢轻易行动!



3.专业的人才队伍

登上火星是一项人员耗资庞大的项目,没有充足的技术人员作后面支持,那么太空的飞船就好比断了线的风筝一般!所以建设强大的人才队伍也是非常关键的一部分!

4.政治环境与民意

这种主要发生在资本主义国家,政治环境不理想,民意不支持就无法实施这项耗资巨大的计划!而且据了解,登上火星的计划成功率为70%!民众愿不愿意买单这也是资本主义国家的必须考虑的问题!

我个人认为主要是以上几点问题,如果大家有其它看法,可以在下方留言区留言!





关于火星的科普知识:

  • 火星是太阳系内八大行星之一,是太阳系中由内到外第四颗行星!
  • 火星有两颗天然卫星,分别是火卫一和火卫二!
  • 火星的直径越是地球的一半,体积为地球的15%,质量为11%!



最后,望采纳!喜欢的可以点个赞或者关注我哟!也可以在下方留言区留言,让更多人知道你!谢谢!


科学无处不在


把人类送上火星十分困难,最大的难点在于火星离我们还是太远了。如果究其根本原因,最主要还是缺乏资金投入,因为载人火星任务真的非常烧钱。

火星最靠近地球时,也远在5460万公里之外,这是地月平均距离的140多倍。随着地球和火星的公转,它们每隔大约26个月的时间会互相靠近一次,所以载人火星任务需要选择好发射窗口。按照最快的方式往返火星,所需的时间将要达到8.2个月,但这需要巨大的能量。如果快一点的话,往返也要400多天。如果采用最经济的方法,通过霍曼转移轨道飞向火星,则一趟的时间是9个月。然后需要在火星上等1.4年的时间,才能再次等到发射窗口,而返回地球又要9个月的时间。因此,这种方法需要将近3年的时间。这么漫长的飞行,需要解决很多问题:食物、水、辐射等等。

近地轨道的载人航天活动本来就是高危活动,更可况是飞到那么远的火星。迄今为止,已经有数十名宇航员在近地轨道的载人航天活动中牺牲。而将近三分之二的无人火星探测任务都失败了,成功率只有大约三成。因此,飞向火星的宇航员将面临巨大的风险。

目前,只有NASA和SpaceX两个机构有计划把人类送上火星,时间大概是21世纪30年代,也就是十几年之后。但载人火星任务需要巨大的资金投入,估计成本在5000亿美元,折合人民币3.4万亿元,这是当年阿波罗登月计划耗资的5倍。如果资金能够到位,载人登陆火星完全可以实现。但问题是,现在去火星不能在短期内取得显著的经济或者其他回报,这才是人类迟迟不去火星的根本原因。


火星一号


人类登上月球已经快50年了,从登月之后人类虽然一直都有登陆火星的计划,但至今却没有成行,预估在未来十年之中,人类登陆火星的希望还是十分渺茫,那么为什么至今没有登陆火星呢?登陆火星到底难在哪里?


从大的方面来说,原因主要有三个方面,分别是技术要求高,资金耗费大,没有实用价值。

先说技术要求高,登陆火星和登月还是很不一样的,火星距离地球要比月球远得多,月球距离地球的平均距离为38万公里,但是火星距离最近的时候也有5500万公里,最远的时候却达3.7亿公里,人类登陆火星,即便在火星距离地球比较近的时候,光去一趟的旅程就需要耗费数月的时间,在火星上考察时通常还要等到下一次火星和地球距离比较近的时候返回,这样一去一回就是旷时日久,时间是按年来计算的,不像登陆月球几天就可以。


那么这样的话想登陆火星技术上要求也是很高的,主要体现在两个方面,就是耗能高、装备多。

耗能高就是要想把火星飞船和宇航员发射到火星轨道上,需要极大推力的火箭,而且来回都需要消耗大量燃料,装备多就是非常需要携带很多的东西,比如各种探测器,火星降落设备,返回设备,宇航员生活设备等,比空间站所需要的东西太多,要做到这些甚至需要先将太空飞船、返回设备、大量燃料以及宇航员所需要的东西运送到地球附近的太空中,组装好之后再用自带的发动机加速,之后利用地球引力弹弓效应发往火星,但是旅途中也需要耗费很大的能量。


虽然美国人早就有探火计划,但是在立项上一直没有任何行动,就是因为这一计划耗资太大了,上世纪六七十年代时的美国人的探月工程花费了255亿美元,如果放到现在的话,光考虑物价上涨幅度就得在十倍以上,如果登陆火星的话,耗费的资金肯定要比登陆月球更高,国会是很难给批下来的。

其实如今的人类登陆火星在价值方面体现的更是一种象征意义,因为技术方面目前人类还没有开发火星的可能,而且地球上的人口还不至于多到资源紧张的程度,所以也没有迫切的开发火星的需要,而美国人在当年登月之后之所以没有再次登月,除了花费较大之外,一个重要的原因也是除了科研价值和首个登陆月球的国家的象征意义之外,并没有什么实用意义,这就是阿波罗登月之后,人类的探月和探火计划一直搁置的原因,美国等国家选择的方式是发射无人探测器,这样耗资不用太大,也能取得很多想要的科研成果。



科普大世界


登陆火星,至少从目前的技术来说,是实现不了的。首先是火箭发动机的难题。想登陆火星,宇宙飞船的宇航距离还是比较远的,来回需要3年。这么远的距离,如果仅仅依靠化学火箭,是不行的。载人飞行,飞船需要很大的空间,还有其他维生设备,这样就大幅度增加了飞船的重量。飞船的重量增加后,化学火箭的燃料也要相应的增加,如果去一趟火星,至少需要几万吨燃料。而宇宙飞船不可能建造的这样大。所以,如果想要登陆火星,首先要解决飞船发动机的难题。核聚变发动机,是实施中长途宇航飞行任务的最低硬件配置。

目前,核聚变发动机的研发正在紧张进行,但还没有质的突破。美国航天局的专家说,在20年内,核聚变发动机还不能投入实用阶段。也就是说,最起码到2038年,人类没有可能踏上征服火星之旅。

除了火箭发动机的难题,还有一个更加现实的难题,就是宇航员的健康问题。宇航员不是机器人,他们是有血有肉活生生的人,需要一个好的生活环境。曾经有志愿者模拟火星环境搞了一个封闭生活实验,结果200多天的时候,实验就宣告失败了。去一次火星,单程是1年半,也就是至少得500多天,是实验的2倍的天数。有研究表明 即使宇航员每天进行严苛的锻炼,也会出现骨骼钙质大量流逝的现象。宇宙之中还有强烈的电磁辐射,会让宇航员患有癌症等多种疾病。

此外,宇宙飞船上持久的,封闭狭小的生活环境对宇航员的心理承认能力的考验,也是一个很大的难关。


怀疑探索者


虽然火星是目前除地球之外人类研究程度最高的行星,也是载人登陆的首选行星。但想登陆火星,还真不是件容易的事儿(宙姐也表示很无奈╮(╯▽╰)╭),为什么呢?

载人火星任务距离遥远、时间漫长、环境恶劣,大量技术难点有待突破。且不论如何制造重型运载火箭和飞船来完成地球和火星之间的往返转移,如何解决载人飞行器在火星表面的进入大气、减速下降、定点着陆和起飞对接EDL&A(Entry Descent Landing & Ascent)问题,如何构建火星居住舱、温室、火星车,解决结构、能源、热控等问题,火星飞船返回地球后如何再入与回收……单就如何保障火星任务航天员而言,就存在诸多技术挑战,包括保障航天员长期飞行和火星驻留期间居住与生活环境、保障航天员在火星表面大范围机动与作业、保障航天员任务全程健康安全等。

宙姐在此列举其中几个点:

——辐射防护。火星飞行任务期间,飞行器远离地球磁场保护,星际空间及火星表面上的辐射环境远比近地轨道飞行恶劣,特定条件下(如大规模太阳粒子爆发)可能对航天员的生命和健康构成威胁。因此辐射防护是制约任务可行性的瓶颈之一。目前想到的防护措施包括加厚舱壁、药物防护、制造掩体、制造等离子场、选拔辐射敏感度不高的航天员等,大都会加大任务规模,可行性有待进一步论证。

——长期失重。载人航天飞行的经验告诉我们,长期失重将造成肌肉萎缩、钙流失、肾脏负担增大、体液转移等问题,执行长期飞行任务的航天员返回地球后都要经历一段时间的后恢复期。但火星航天员在经历了200天左右的深空飞行后着陆火星时,没有专业医疗保障团队的协助,只能依靠自己完成重力适应并尽快投入探索任务,其难度可想而知。为减小失重的影响,飞船上会配备各种锻炼设施,或者制造人工重力,但这也将对飞行器结构和规模造成巨大影响。

——火星尘。美国“阿波罗”登月航天员曾反映饱受月尘困扰,月尘沾染登月服、面窗、舱外仪器设备,影响视觉、磨蚀设备且污染座舱。而火星尘土带来的困难只会比月尘更甚。月面是无风的真空环境,而火星存在大气且风速极快,整个火星年中约1/4时间其表面都笼罩在漫天狂沙中。火星尘有强腐蚀性、毒性和穿透力,如果不慎被带入舱中吸入体内,会造成肺部伤害。不过,电影《火星救援》里那样摧毁营地、吹散航天员乘组的尘暴是不会真实发生的,因为火星大气密度不到地球的1%,虽然风速很快,但风压很小,没有那么大的破坏力。

——生活物资保障。吃喝拉撒睡这些地球上再普通不过的事,在遥远的火星征程中就不那么简单了。数百天的食品饮水和生活用品,如全从地球携带,需要多少艘货运飞船专门拉物资?受控生态生保系统似乎是不错的选择,可以让水和空气循环使用,再加上种植植物和养殖动物给航天员补充营养。可是把一个足以维持4-6人乘组生命保障的受控生保系统发射到深空乃至火星表面,这个代价也是惊人的。来一组目前地面受控生态生保实验规模的数据感受一下(见下表)——相当时间内还没有火箭可以发射如此巨大的舱体入轨。还有食品的种类和口感能否满足需要,再生食品如何加工,洗浴洗衣如何进行,废弃物如何处理和再生利用……

——潜在的火星病毒。虽然目前还未找到火星上存在生命的确凿证据,但不能排除这种可能性。如果火星上存在传染性病毒并被航天员带回地球、而后在地球环境下繁殖变异,这简直是不堪设想的灾难科幻片情节。当然,对这个未知问题科学家们也有不同观点。美国“火星协会”会长罗伯特.祖布林曾这么举例:“人和榆树会相互传染疾病吗?不会。人的流感不会传染给榆树,榆树的病虫害也不会传染给人。因为人和榆树这两个物种之间差异太大了。而人和火星生命之间的物种差异,应该比人和树的差异还大吧?”当然,这毕竟是未知世界的事情,还需要进一步了解再思考防御方式。

通往火星的征程困难重重,但始终阻挡不了人类探索宇宙的欲望。新技术的突破将给我们带来新的探索模式和新的希望,例如深度睡眠、核火箭和等离子火箭、原位资源利用等技术,或将完全颠覆我们目前构想的载人火星探索模式。

设想航天员可以在冬眠中完成星际飞行、直到抵达目的地再被唤醒,将大大节省生活物资、减少废弃物排放,也避免了由于长时间处于密闭狭小空间带来的心理问题。目前美国已经开始探索这一技术的可行性,亚特兰大航天工程公司已开展相关研究,并已研发出可以维持一个人一周冬眠的系统。

▲冬眠技术用于火星征程

核火箭和等离子火箭等新型推进系统将会大大缩减星际飞行时间,往返火星的飞行时间将不是数百天而是数十天甚至更短,这样由于任务时长带来的一系列难题(物资供应、辐射累积、长期失重、心理压力……)也将迎刃而解。试想长途冒险变成了短期旅行,火星征程的难度是不是大幅降低?

原位资源利用(ISRU)即利用火星资源生产航天员需要的物资,这一理念在多年前就被提出,但实施难度很大。《火星救援》中在火星上种土豆就属于此范畴,还包括利用火星大气制造氧气,利用火星土壤建造基地和掩体,寻找水用做生活物资和生产推进剂等。ISRU可缩减火星飞行器从地球出发的规模,适用于火星探索的成熟阶段。

火星,人类终将会到来。——宙姐

ヾ( ̄▽ ̄)~以上~拿好不谢~

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语宙


一,人上去不难,人类上去难。已经有多个探测器在火星着陆,运载工具问题已经解决;人能在月球着陆应该能在火星着陆,因为他们的引力差不多,地表环境差不多;从地球到火星大约需要100多天(美国航天器实际用时115天),宇航员在国际空间站生活的时间远大于这个时间,飞行期间的生存问题不大。但是那是宇航员不是所有的人,人类要上去的难度大家去想象吧。


恶劣到火性环境

二,上去的人活不了。总不能穿着宇航服靠带上去的吃喝氧气活着,这才是真正的难题。要人工打造适合人类生存的环境是不可能的。我不是无所作为的悲观主义者,也不是狂想者。火星引力只有地球的十分之一 ,大气逃逸不可避免 ;其大气密度只有地球的1%,没有特殊保护人一进这样的低气压马上就要爆炸;而氧气含量只占不到1%,人活不了几分钟。地球生态环境是以亿年计算才慢慢形成的,其中大气是靠相适应的地球引力维系着,磁场也是重要的因素,火星没有这些条件,要形成人能生存的大气环境可能性大吗?现在有人设想以人类的技术能力,用人工干预促成火星生态环境尽快形成,大家可以看到好多这样的设想,基本上是不现实的。还是说大气吧 ,用什么办法增加火星引力保住大气,有人说过把别的星球弄过来和火星合并,想象力不错,都有这个能力了那还有什么干不成的?


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