人類登陸火星,難點究竟在哪裡?人類真能在五年半內登陸火星嗎?

天空之城 2021/02/06 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城

 

當地時間本週二,科學狂人埃隆·馬斯克的SpaceX在進行星艦原型機SN9的試飛時遭遇失敗,落地後發生爆炸。馬斯克並沒有受到影響,在SN9的旁邊,SN10已經就位,等待著屬於它的試飛。

星艦是SpaceX開發的新一代重型火箭,其重要使命就是實現載人登陸火星的計畫。就在前不久,馬斯克剛剛放出豪言, 要在5年半的時間裡實現載人登陸火星的偉大壯舉。相比之下,連人類航太工業領頭羊——美國宇航局的相同計畫也只是預期在2033年。

早在1969年,人類就已經實施載人登月了,如今52年過去了,依然沒有取得更多的突破。

那麼,登陸火星和登陸月球有何區別?為什麼登陸火星如此之難呢?

說到底,登陸火星有兩個最為關鍵的難點,那就是距離問題和火星環境問題。就是這兩個難點,像蝴蝶效應一般,引發了更多的難題。

(圖片說明:中國的天問一號火星探測任務)

距離

發射視窗

火星和太陽的平均距離為2.28億公里,而地月距離只有38.4萬公里,前者是後者的近600倍。人類航天器想要飛到火星,就需要更多的燃料。同時,攜帶更多的燃料,又需要更多更多的燃料來攜帶這些燃料。也就是說,隨著距離的增加,對火箭運載能力的要求就呈指數級增加。因此,NASA也一直在嘗試開發核動力火箭,以求大幅提高火箭的能力。

因此, 人類向火星發射航天器,必須要選擇地球和火星的相對位置最近的時機,也就是所謂火星沖日的時機。這樣的機會平均每26個月出現一次,這就是火星探測的視窗期。2020年7月底,我們迎來了一次新的火星探測視窗期,世界上有三個國家發射了火星探測器;而下一次的視窗期,就要等到26個月了。

孤立無援

最近這三顆火星探測器,都將在最近幾天抵達火星,比如中國的天問一號,將在2月10日除夕當天進入火星引力場內。沒錯,即使是在視窗期,火星探測器也要在旅途上花費至少5個月的時間。這意味著,火星探測不可能像月球探測一樣得到實際意義上的任何補給,所有的生存必需品都要一次性攜帶到火星上,這對火箭運載能力的要求就進一步提高了。

(圖片說明:美國的毅力號火星車)

在月球上,宇航員呼吸的空氣、食物和水源的補充,都可以和他們一起升空。而對於火星探測任務來說,一口氣攜帶這麼多補給是非常困難的。正因如此,NASA的毅力號火星車也攜帶了許多設備,嘗試在未來説明宇航員在火星上「自力更生」,通過先進的設備在火星上製造氧氣、合成淨水、製作食物。

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