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人類何時才能登陸火星?登陸火星需要面對什麼樣的問題?

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。

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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。

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,最多就象在太空站里生存一樣,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癥狀,根據研究,這種骨質疏鬆就算是不停鍛煉也無法遏止,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台。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,而是只有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

在火星上要待一年左右的時間,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》里那樣安排,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。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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