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火星著陸要歷經「恐怖7分鐘」?專家:1秒誤差都不能有

眾所周知,人類在探尋火星奧秘的路途上已行走多年,至今仍有許多科學家樂此不疲地致力於火星探索,想要把火星變為人類的「第二家園」。那麼,到底為什麼科學家一直對火星抱有如此濃厚的興趣呢?人類移民火星還要多久?又會有哪些困難呢?

火星是太陽系中與地球最相似且距離第二近的行星,因此,它成為了目前除地球以外人類研究程度最高的行星。全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩表示,探測火星對研究地球上生命的起源和演變,了解火星的氣候、地質和資源,在火星上建立人類第二個家園等,都具有重要的意義。如果有一天人類由於地球人口太多、能源枯竭或遭受其它星球撞擊等滅頂之災,可以向改造後的火星移民。

至於人類移民火星需要多久,龐之浩表示,由於火星距地球遙遠,火星本身也與地球有很大差別,所以要向火星移民需要攻克許多關鍵技術。就目前的技術發展水平和速度而言,樂觀地說,可能要至少等100年左右,也有科學家保守地認為要等800年。

為什麼需要等這麼多年呢?因為即使是無人探測器登陸火星在今天都很難實現。據龐之浩介紹,1971年,蘇聯的「火星-3」號成為第一個到達火星表面的探測器,但也僅發送了20秒鐘電視信號;2003年,英國「獵兔犬2號」著陸器在著陸火星過程中與地球失去聯繫;2016年,歐洲和俄羅斯聯合研製的「夏帕雷利」著陸器在著陸火星過程中失敗。

具體來講,導致人類在「征服」火星的道路上屢戰屢敗的最大「攔路虎」是著陸速度。火星探測器進入火星大氣的時速約為21000千米,但要在7分鐘內,讓其速度在受控狀態下降為零,實現在火星上的安全著陸,仍是火星探測任務中技術難度最大、失敗率最高的關鍵因素。

由於通信延時很長,控制探測器飛行的數據都要提前注入。而且在探測器切入火星軌道過程中,如果切入點離火星過遠,則不能被火星的引力捕獲,探測器就會在太陽系中「迷失」;如果切入點離火星太近,則可能墜毀於火星大氣層。

另外,如果探測器要在火星表面著陸,難度又會增加。因為在探測器進入火星大氣時,離地球很遠,測控信號很微弱;而當探測器運動到火星背面時,地球上更是無法準確地確定其軌道參數。要知道,當探測器進入火星大氣層後,其防熱措施、降落傘、氣囊和緩衝火箭等能否按程序工作,都是著陸成功與否的關鍵,必須非常精確。

據悉,任何火星探測器在火星著陸都要經歷「恐怖7分鐘」。龐之浩形象地比喻說,探測器進入火星軌道的難度,相當於從巴黎打一個高爾夫球要正好落到東京的某個球洞里一樣。一名美國科學家曾形容,火星探測器著陸時的心情就好像丈夫在產房外等待妻子分娩一樣。探測器在火星著陸的技術很複雜,每個環節都不能有閃失。上文提到的「夏帕雷利」著陸器就是由於一個1秒的計算失誤,導致在著陸火星前與地面失聯而撞毀.

龐之浩表示,要進行載人登陸火星,必須克服千難萬險才行。第一,要研製出重型運載火箭。由於路途遙遠,乘組人員多,載人火星飛船質量較大,所以首先需要研製出重型火箭才行;第二,要研製出載人火星飛船。目前,人類只研製出繞著地球運行的衛星式飛船和飛往月球的登月式飛船,但還沒有打造出飛往火星的星際式飛船,其技術難度和成本大大高於前兩者,要解決人身保護和生命保障等許多難點;第三,要提前研究飛船在火星著陸中、著陸後和返回等技術;第四,要研究人體適應新的環境問題。在飛往火星途中和到達火星後,航天員長期處於微重力和低重力狀態,對心理產生重大影響。此外,還需要解決通信延時、宇宙輻射等困難。


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