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登陆火星有多难


[来源:《飞碟探索》] [作者:卓然] [日期:19-03-06] [热度:]

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登陆火星有多难

卓然

《飞碟探索》

美国航空航天局对火星探索向来言辞谨慎,保持低调,因为他们深知,探测火星与登陆火星是截然不同的两回事,即便将目前的大推力火箭升级换代3次,用热核火箭和高效率的化学发动机,单程前往火星也需要3个多月的时间。地球上的困难就不说了,关键还有如何改造火星环境,使其能够接纳人类的造访和生存。就是一切顺利,人类落脚火星后至少需要1年时间,才能获取返回地球的必备燃料。在没有空气、没有水和食物的情形下,落脚火星的宇航员怎么存活,也是一个难题。正是这些数不清的困难,决定了人类登陆火星将是一个颇为漫长的过程。

假如你想科学详尽地了解火星,以及登陆火星的难度,最好去看科幻大片——《火星救援》。这是一部具有超强现实感的科幻大片,具有坚实的科学基础,真实模拟了美国航空航天局将要实施的载人火星旅行。美国航空航天局作为顾问,直接参与了此片的拍摄。

整个故事发生的时间,以及探索火星采用的技术手段,很多是根据美国航空航天局的载人登陆火星计划演化而来的。影片中用到了大量美国航空航天局正在研发或已真实应用于太空探索的高技术装备,展示了大量有关火星的科学常识和尖端的航天技术,将登陆火星的诸多难题,都清晰明了地摆在了你的面前。

航天员人数和航天飞行时间是载人飞船设计的重要参数,直接影响载人深空探测任务的技术性能和总体规模。月球与地球的距离较近,登月飞船的乘员人数一般按照6人设计;而火星与地球的距离太远,载人登陆火星的物资消耗必然更大,鉴于火箭运载能力有限,一般乘员人数限制为4人。

火星车或着陆器,要穿过火星大气层才能“踏”上火星表面,这期间需要经历惊心动魄、生死攸关的一幕。探测器从131千米的高空进入火星大气时,速度高达2.1万千米/时,在之后的短短7分钟内,必须使探测器的速度降至零,从而实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键一步,是名副其实的“黑色7分钟”。

然而,深空探测困难重重,所有困难几乎没有大小之分,比如航天服的设计制造就让数百人的科学团队绞尽脑汁,不到两年研制费用就突破3亿美元。

我们血液中的氮气,不仅能够带来减压病,在真空中还会使人体膨胀。如果不穿加压的密封航天服,航天员会因体内外悬殊的气压差而危及生命。此外,航天服还能有效对付稀薄大气、剧烈温差、强烈太阳风和宇宙射线,以及微陨石等地外天体的撞击。一句话,多功能密闭的航天服就是航天员在太空中生存和有效工作的重要保障。登陆月球和火星表面的舱外用航天服还应具备氧气供应、温度调控等设施,保障航天员的出舱活动,并实现对天体表面的考察。然而,50多千克的宇航服,虽然使用了各种高科技材料,但因为纵横交错的管路和不得不使用的贵重金属,使其依然僵硬笨重,宇航员必须在地勤人员的帮助下才能顺利穿脱。为了登陆火星的需要,美国航空航天局利用火星探测器获得的火星环境参数,设计了可以让航天员从背部脱离的宇航服。

特别值得一提的是,《火星救援》中真实展示了美国航空航天局为登陆火星新研制的火星宇航服,它包括关节、手套、头盔、氧气系统、水循环系统、散热系统、通信系统、电子系统等。为避免火星弥漫的尘土影响航天员和登陆舱的运作,美国航空航天局设计的这款宇航服可以从背部脱离,在航天员进入登陆舱后,宇航服将被留在舱外,避免将火星尘带入舱内,危害航天员的健康。这是人类宇航服设计里程碑式的进步。

即使如此,在被媒体问到人类何时才能移民火星时,美国航空航天局的副署长约翰·格伦斯菲尔德仍然表示:“火星大气极为稀薄,氧含量几乎为零;火星土壤干燥板结,不含微生物。即使找到切实可行的解决方法,让火星的空气和土壤接近地球,也需要一两个世纪的时间。假如你非让我回答人类到底何时能移民火星,我只能说这需要很多、很多年,而且前提是我们探索火星的兴趣与投入有增无减。

 

 

 


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