20世纪60年代,美国向世界证明了人类登上月球是可行的。现在,在第一次登月几十年后,人们再次寻求去其他星球旅行,但这一次不仅仅是去月球。目前,人类想去火星上散步。实现这一目标需要在航天器、材料和设计方面进行创新,新一代的工程师和科学家也面临着这些挑战。参观和征服这些行星需要复杂的宇宙飞船。他们不仅能把人类送到那里,还能在他们一着陆就保护他们。
今天的火箭比阿波罗任务中使用的火箭更强大、更高效、更可靠。控制宇宙飞船和帮助保持宇航员生命体征的电子设备每天都在变化。其中一些每天都在使用,手机也会使用它们。这与阿波罗电子设备不可同日而语。今天,载人飞船的各个方面都经历了质的飞跃。那么,为什么到这个时候,人类还没有去过火星呢?
说明:从阿波罗7号宇宙飞船上拍摄的土星S-IV B级被转移并停靠在大约125海里的高度,地面运行时间为3小时16分钟(第三次旋转的开始)。资料来源:美国航天局
去火星非常困难。
答案在于火星之旅的规模,而这个项目的复杂性是前所未有的。这个项目非常困难。例如,几乎每三次火星任务中就有两次会遭遇失败或灾难性事故。此外,这些只是无人项目!如果人们开始谈论制造载人飞船去红色星球,事情会有点严重!
想想人类到达火星需要多长时间。火星离地球的距离是离月球的150多倍。听起来可能不多,但想象一下它会增加多少辅助燃料。燃料越多,重量越大。重量越大意味着机舱越大,火箭越大。光是这些挑战就足以表明,去火星的难度与简单地“跳到”月球(最多只停留几天)是不一样的。
然而,这些挑战仍有望克服。美国国家航空公司空和美国国家航空航天局设计的宇宙飞船(如猎户座和鹦鹉螺号)可能能够前往火星。其他组织和公司也提出了去火星的计划,如太空X和中国政府,但是他们还没有准备好进行飞跃。然而,一些在火星任务中的模型仍然有可能飞行,最早可能在10年内。
插图:猎户座航天飞机101
插图:鹦鹉螺X资料来源:托比·韦斯顿
然而,还有另一个挑战:时间。火星离我们很远,并以不同的速率围绕太阳运行。美国国家航空局空和美国国家航空航天局(或任何其他运送人类到火星的组织)必须准确估计到达火星的具体时间。火星探索任务的计划者只能等到最好的“机会之窗”打开,也就是说,当地球和火星实现完美的轨道对准。这个机会几年才出现一次,所以计算时间非常重要。此外,安全到达火星需要时间。单程旅行也需要几个月或一年。
尽管先进的推进技术目前正在开发中,总持续时间预计将减少到1月至2月,宇航员将不得不等待地球和火星再次对齐,然后在到达火星表面后返回地球。需要多长时间?至少一年半。
说明:促进技术发展的战略来源:researchgate.net
解决时间问题
往返火星的时间跨度很长,这也将导致其他问题。乘客如何获得足够的氧气?水源在哪里?当然,有食物吗?他们如何避免这样一个事实:当他们在宇宙中漫游时,太阳释放的强大太阳风正在宇宙飞船周围释放有害的辐射?也有微小的陨石可以在任何时候穿透宇宙飞船和宇航服,也空碎片。
插图:太空片段源:东北
解决这些问题仍然非常困难。但是一旦问题解决,火星之旅将是可行的。用太空保护宇宙飞船意味着用坚固耐用的材料建造宇宙飞船,同时保护宇宙飞船免受来自太阳的有害射线。
食物和气体的问题可以用创造性的方法解决。种植植物可以产生水果和氧气,这是一个好的开始。然而,一旦植物死亡,一切都会变得非常糟糕。因此,即使你遇到风险,也只能假设你有足够的空间种植大量的植物。
宇航员随身携带食物、水和氧气,但为了在整个旅程中获得足够的补给,他们会给飞船增加重量,飞船之间的空间也将扩大。可行的计划是在宇航员登陆前使用无人火箭运输材料。这个计划非常可行,已经由几个任务计划者提出来了。
插图:太空食物来源:维基百科
美国国家航空航天局认为他们有能力克服这些困难,但是他们还没有意识到。SpaceX声称它正在准备。其他国家的计划仍然未知,但他们不会容忍火星问题。这些计划仍处于理论水平。在过去的20年里,任务规划者们都把希望寄托在弥合理论和实践之间的差距上。也许只有到那时,人类才真正有力量派遣宇航员去火星进行长期的探索任务,并最终占领这个星球。
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