登陆火星,究竟难在哪?

闪电侦探小子 (侦探小子2015)
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名动一方
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发表于:2015-09-15 19:47 [只看楼主] [划词开启]

荷兰企业家兼科学家巴斯·兰斯多夫的“火星一号计划”一经公布,在全世界立刻引起轰动。该计划拟于10年后将第一批人类移民送上火星,并在那里建立人类首个移民基地。

截止今年2月底已有近十万人参加遴选,仅中国就有上万人报名。媒体披露有2名中国人和5名英国人已被确定为首批登陆火星的成员。

近日,外媒又爆出“火星一号计划”因种种难题制约,可能根本无法实施,有人甚至直截了当地说它就是个骗局。美国国家宇航局(NASA)也对“火星一号计划”的可行性提出质疑,并表示如果有理由认为计划最终将对宇航员和殖民者的生命安全造成威胁,将会出面干预。

这件事情提出一个实实在在的问题,登陆火星究竟难在哪,十年内人类是否能够攻破登陆火星的所有难题呢——

“火星一号计划”在中国的报名费是每人11美元,仅中国报名者支付的报名费就高达10多万美元。很多报名者对于移民火星的计划难以实现表示失望。有些人想拿回11美元报名费,至少目前还不可能。一些头脑发热的报名者慨叹:就算交学费了吧,谁让咱事先没有搞明白,去火星可不像坐过山车那么简单啊。

宇航技术非美国莫属

是的,航空航天的核心技术始终掌握在美国人手里,特别是苏联解体,俄罗斯走向衰微,美国就更是一家独大了。况且美国早在半个多世纪前曾酝酿实施“俄里翁计划”——理论上完成了飞往土星的超级火箭设计。

美国政府计划在2020年前重返月球,此后10至20年内登陆火星。62岁的美国国家航空航天局(NASA)局长查尔斯·博尔登5年前上任伊始便信誓旦旦地表示,在自己的有生之年不完成这个夙愿,无疑会让他抱恨终生。

4年后的2014年8月,查尔斯?博尔登在英国皇家航空学会上演讲称,移民火星对于确保人类繁衍至关重要,“因为火星是目前银河系中除地球外唯一一个可能在某时诞生过生命的星球”。

博尔登还希望自己的孙女或者孙女的孙女能有机会去那儿”,同时他也承认前往火星要比到达月球难得多。不过他反对马斯克这种单程前往火星,“马斯克想要死在那里,但我不赞同,如果有人想回来,我希望他们就能够回来”。

NASA的掌门人所说的马斯克叫艾伦·马斯克。今年44岁马斯克出生在南非,20多岁便辍学创业,很快成为亿万富翁。眼下经营着数家高科技产业公司,业务涉及电动汽车及航空航天。

2012年6月14日,马斯克首开私人太空公司成功向国际空间站提供补给的世界纪录。去年5月,马斯克又公布最新的“龙V2”飞船设计计划,这种可载人飞船可以将宇航员和货物送到国际空间站上。他的SpaceX已经获得美国宇航局26亿美元合同,准备大力开发“龙V2”飞船。

艾伦·马斯克希望在2020年左右将人类送上火星,但这只是他的初步计划。他希望将100万人移民到火星,并在那里建造火星大都市。

知道美国执世界宇航牛耳的原因了吧,他们不仅拥有超一流的科学家和NASA这样无可争议的权威机构,他们民间的奇人怪才一样不可小觑。

美国人在四十多年前几度登上月球,但他们对登陆火星却一直持谨慎态度,火箭也要疾驰两个多月的旅程,需要解决的难题实在太多了。

难题与办法

坦率的美国人承认,远征火星他们科技水平可能刚刚达到,但距离载人前往火星完成任务还有相当的差距。好在有关火星探索的新想法层出不穷,在NASA,红色火星无疑成为人们向往的圣地。

按传统火箭的速度前往火星大约需要300天,而NASA希望把时间控制在180天以内。目前新型火箭专家提供了两种超级推进器:核热火箭和化学发动机。核热火箭是根据20世纪六七十年代的设计研制的,它利用核反应堆把气体加热到很高的温度,借助热气从喷口喷出产生推力,把火箭发射出去。

近日,NASA专家披露核动力火箭的研发取得了突破性进展,几个瓶颈难题业已攻破。使用核动力运载火箭,可以将到达火星的时间缩短到30至90天,极大地提高了火星探险的可行性并极大降低了成本。

科学家设想,使用核反应堆将氢气加热到极高的温度,产生宇宙飞船所需的正常推力。使用核反应堆运载火箭意味着航天员向火星又迈出了更近的一步。

“使用现有的火箭燃料,人类几乎不可能开拓地球以外的星球,”NASA首席研究员约翰·斯洛夫表示,“我们希望研发出一种更强大的能量应用于太空,最终使人类在太阳系之间的旅行变得轻而易举。”

除了制造性能可靠的大推力火箭,宇航员的所需给养也是登陆无法回避的困难。火星大气里的氧是以二氧化碳的形式存在,因此科学家可以利用火星的自身资源制造氧气。NASA打算在运送宇航员抵达火星之前,尽可能多地把货物送到那里,它们包括氧气制造和贮存系统和足够多的水。

计算数字显示,前往火星的载人任务必须能把质量大约是国际空间站的两倍的物资送入太空,约为800吨。使用“战神5号”火箭发射这些设备应该没有问题。“战神5号”是迄今为止设计的推力最大的火箭,一次大约可把92吨的有效载荷送入地球低轨道。而宇航员则搭乘“战神1号”火箭前往火星。

老问题解决新问题又出现

运载工具的问题初步解决后,怎样减少有效载荷的难点又成了NASA论证的焦点。一种观点认为只需要4个人即可,可以把一些重复性工作交给电脑或机器人来完成;另一种观点却认为4个人太少,必须要6个人。原因是人类首次远征火星,期间的每一个细节都是宝贵的经验,而带回经验的只能是人,智能仪器是无法胜任的。此外,地球指令传到火星需要40分钟的时间,即使在半途之中,请示与获准的时间之合也是40分钟,所以宇航员必须具备处理意外情况的能力。智能仪器大多都是按事先输入好的程序工作的,应对紧急意外,勉为其难。

岗位定员情况大致为:两名驾驶员,一名指挥长,一名科学家,一名工程师和一名医学家兼卫生官。他们必须知识渊博,既涉猎广泛又各有专攻。6个人的知识和能力之合差不多涵盖人类科学技术的方方面面。总之,他们各个都是解决难题的高手,从检修机器到利用高科技手段谋求生存,不一而足。

宇航员的氧气和水的难题解决后,怎样防止有害辐射的问题又凸显出来。这是太阳和深空宇宙射线以高能粒子爆的形式产生的辐射,对人体危害极大。最有效的防护材料就是氢或水,因为水中也含有大量的氢。

水的循环利用还好办的多,因为在国际空间站已大量积累了这方面的技术,在国际空间站连排放的废气、宇航员的汗液甚至是宇航员的尿液经过处理后,都能转化为饮用水。但是如何利用火星的自身资源制造出水,还是一个不小的难题。

NASA设想,在宇航员到达火星之前送上这颗红色行星的特殊装置能够产生水,这些水在宇航员到达后可以当作他们的保护屏障。在火星往返途中,飞船上还可安装一些特殊装置,这样宇航员大部分时间都可以呆在被水和食品环绕的区域。飞船上的“高能粒子爆掩体”是阻挡致命辐射的重组成部分。此外,还有宇航员的心理精神状态和新鲜食物的供给,都是有待攻克的难题。


最后编辑于:2015-09-15 20:00
分类: 宇宙篇

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