時速6萬公里！跨越4億公里登陸地外星球，人類又一次偉大壯舉

掙脫地球引力，探索浩瀚星空是人類永恆的夢想，為了這個夢想人類一直在路上。公元2018年11月27日凌晨3點54分，距離地球約4億公里之外的火星迎來了又一位地球造訪者「美國洞察號火星探測器」。

再入火星大氣層

洞察號火星探測器對比它的幾位前輩，358公斤的重量確實算不上大個頭，僅相當於好奇號的十分之一重量，甚至還不及21年前發射的探路者號。與以往任務不同的是洞察號並不攜帶火星車，而是採取原位探測方式，但洞察號卻有著更具開創性的使命，那就是探測火星內部構造。

洞察號熱流探測儀

洞察號可以說是名副其實的打洞高手，攜帶有一部熱流探測儀，可以在火星表面打出一個深度5米的洞，直接將探測儀深入火星內部。同時還攜帶有一部靈敏度很高的地震儀，用以探測由隕石撞擊形成的火星地震波。

洞察號是人類迄今為止發射的第15個登陸火星探測器（成功的僅有一半），很多人都在想既然發射了這麼多探測器，那麼人類何時可以登上火星呢？然而事情卻並不那麼簡單，我們先來看看洞察號這個358公斤的小傢伙是怎麼登陸火星的。

置於防熱護盾中的洞察號

洞察號首先需要以接近6萬公里時速飛行6個多月抵達到環火飛行軌道，火星不同於月球，重力大約是月球的兩倍多，同時還有一層相當於地球1%的大氣層，因此登陸火星不會像登陸月球那樣方便，需要在探測器外部包裹一層防熱護盾，其原理更像飛船返回艙再入地球大氣層，而登陸月球不會涉及氣動布局問題。

拋掉防熱護盾的洞察號

克服再入火星大氣層的考驗後，洞察號需要在7分鐘內從時速1.7萬公里快速減速至每秒60米，緊接著就是火箭反衝點火著陸，在這個過程中還要應對火星表面諸如山地、丘陵、溝壑等一系列更為複雜的地形地貌，偶爾還伴有大規模的沙塵暴，當然這些問題都會在實施登陸前考察完畢。

美國宇航局為了將358公斤的洞察號送上火星，總共花費了8.3億美元，而載人登陸火星的重量預計將高達上百噸，維持人員登陸的飛船重量以及從火星表面起飛的火箭重量將是阿波羅飛船的數倍。

打開太陽能電池板的洞察號

從這裡可以看出載人登陸火星最大的難題是「錢」，據推算載人登陸火星的預算將高達5000億美元，即使是最經濟的方案也至少需要3500億美元，目前人類造價最高的國際空間站是1500億美元，而美國NASA（航空航天局）一年的預算也只有不到200億美元，何況NASA也不可能把這200億美元都用在火星任務上。

即將在後年發射的中國火星探測器

全球大協作才是載人登陸火星最明智的做法，中國也將在後年實施首次火星探測任務，雖然這是我國第一次獨立實施火星探測任務，但是我們經過嫦娥探月工程的鍛煉後技術起點更高。

中國火星探測任務總師張榮橋

我國首次火星探測就將實現「繞、著、巡」三大任務，意思就是不但可以登陸火星，還能運用火星車在火星表面巡視探測，同時火星上空還有繞火運行的軌道衛星，且再入火星探測器質量達到了1.2噸，一次發射走完其他國家近半個世紀的火星探測歷程，一旦成功就可以直接拿下二號火星探測大國的地位。

今年珠海航展中國航天科技集團首次對外公開展示了2000噸級新一代重型載人火箭與4000噸級長征9號重型運載火箭，這兩款重型火箭不僅能為載人登月任務服務，也可以服務登陸火星任務。美國也正在開發SLS重型運載火箭，俄羅斯也計劃開發與長征9號類似的重型火箭。由此看來人類向火星投送載具門檻將在15年內得到解決，但前提是各國聯合實施分擔預算風險。

重型火箭發射

人類距離最後一次載人登月任務已經過去了46年，想要重新恢復深空載人能力即使是美國NASA也得從頭開始。載人航天無小事，為了登陸火星任務成功實施還要做很多功課，需要循序漸進地拓展載人航天活動邊際。

第一步就是再次實施載人登月任務，同時延長登月活動時長，以此驗證大型航天器的裝備可靠性，同時訓練航天員的長期深空任務能力。實現載人登月任務後，隨即著手實施載人登陸小行星任務，不同於38萬公里的地月距離，小行星距離地球一般在千萬公里級距離單位，以此可以驗證航天器更遠深空飛行能力。

著陸火星的起飛級火箭

完成上述任務後，即可實施載人登陸火星的模擬任務，這類似曾經的阿波羅1號、7號、8號、9號、10號，先後驗證火箭能力、火星飛船可靠性、有人環火星軌道飛行能力，在實施一系列驗證飛行任務後人類才有可能登上那顆平均距離達2億多公里的遙遠火星。

重型火箭發射

載人登火星之前至少需要發射兩部火星表面起飛級火箭，用於將航天員送迴環火星軌道，爾後返回地球。載人登陸火星任務要想獲得最終成功，據統計至少要發射數十枚重型火箭來實施，當然這並非一次任務的發射量，在正式實施載人登陸任務前還有一系列驗證任務需要重型火箭來發射。而每一次發射都是以數十億美元耗資來計算，其實真正制約人類深空探索的攔路虎不是技術而是鈔票。

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