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人类真有可能在2030年实现登陆火星的梦

时间:2019-03-03 17:06:17 来源:互联网 阅读:0次

众所周知,美国总统特朗普日前正式签署一项法案,批准美国航天局(以下简称“NASA”)2017财年195亿美元的预算方案,并要求其研究2033年送人去火星的可行性。

应该说,特朗普所签署的这一法案是自1969年美国阿波罗11号成功登陆月球48年后,美国加速推进其太空战略的重要一步。下面,让我们不妨借此机会简单分析一下美国政府和各大企业所展开的“火星战略”是否有现实意义以及它们各自能在什么时候成为现实。

美国政府全程助力

据悉,特朗普签署的法案确认将支持国际空间站工作到至少2024年,以及继续支持发展美国商业货运与载人航天,从而结束美国对俄罗斯载人航天的依赖。法案提出美国航天局的长期目标是“拓展人类在近地轨道之外的存在”,包括“在另一个天体上建立潜在的人类栖息地”及发展“繁荣的21世纪太空经济”。

更为重要的是,该法案要求美国航天局制定一份路线图,以便在21世纪30年代实施抵达“火星附近或火星表面”的载人任务。

目前,美国参议院和众议院罕见地全票通过此次法案,这意味着人类有望在本世纪30年代实现载人登陆火星表面的目标。其中,这项法案突出了“猎户”深太空飞船的重要性。目前该飞船仍在研制之中,旨在携载人类进入太空,其携载人数将超过任何太空飞船。

可以肯定的是,美国计划于2030年前后实施的载人登陆火星任务无论是对于美国政府还是NASA来说都堪称“重中之重”,为载人火星计划挑选的宇航员甚至早将于今年夏天开始执行训练任务。不过,在载人登陆火星之前,正在研制的重型运载火箭“太空发射系统”(SLS)和“猎户座”飞船则是非常重要的一环。

NASA时间表

SLS火箭和“猎户座”飞船计划于2018年末从肯尼迪航天中心首次发射升空,SLS的首秀计划搭载13颗立方体卫星作为次要载荷,用于深空探测研究。另外,“洞察号”火星登陆车已获准于2018年发射,核动力火星车“火星2020”(NASA火星探测计划的一部分)的设计方案和建造也已获得批准。

事实上,NASA早在2015年10月就公布了一份名为《美国航天局的火星之旅:开拓太空探索下一步》人类登陆火星详细计划,这份长达36页的报告把登陆火星主要分成三个阶段实施。

当前,NASA的阶段工作已经展开,包括关于人类健康和行为的测试和实验、类似种植食物和循环利用水的生命支持系统以及在国际空间站里进行3D打印等工作。

第二阶段名为“试验场”,预计将在2018年启动,包括发射新的太空飞船“奥赖恩”,以及史上威力强的运载火箭“太空发射系统”。

第三阶段包括在火星表面和运输飞船中生活和工作,这种飞船仅需常规维护,能够从火星获得制造燃料、氧气和建筑材料的资源,并在数年内支持人类生活。

各大企业野心

1. SpaceX

在去年9月于墨西哥举办的国际宇航大会(IAC)上,有“钢铁侠”之称的科学狂人埃隆-马斯克(Elon Musk)公布了自己的“火星殖民计划”(“Mars colonization plan”),他将通过飞船把人类送上火星,早在2025年就能实现这一目标。

马斯克透露,艘用于运送人类的宇宙飞船直径为17米,可能将被命名为“善良之心”,这也是小说《银河系漫游指南》中飞船的名字。它能够在80天内将100人送至火星。而在更远的未来,经过系统优化这一时间有望缩短至30天。根据马斯克的演示,这艘太空船将通过火箭助推器推送上天,推进过程大约为20分钟。之后,火箭助推器将会和飞船分离,火箭助推器会重新回到陆地的发射架,而飞船会继续航行到达轨道。一旦飞船到达火星之后,将缓缓地降落在火星表面。

与此同时,SpaceX已经在火星上选定了几个可能在未来供人类建立居住地的地点。该公司还与NASA合作确定“红龙号太空船”(Red Dragon spacecraft)及未来载人任务在火星上的可能登陆地点,红龙号太空船将为SpaceX公司提出的“行星际运输系统”承担开路先锋的任务。

同年9月,马斯克在Twitter上发布了SpaceX正在研制的新一代液氧甲烷火箭发动机“猛禽”(Raptor)的试车照片。猛禽发动机将被应用在Space X载人火星任务的火箭上。与Space X公司此前推出的商用火箭“猎鹰9号”相比,“猛禽”的动力要高出2倍。他表示,这可能帮助人类在将来的某一天在火星建立起根据地。

人类真有可能在2030年实现登陆火星的梦

2. 洛克希德-马丁公司

美国军工巨头洛克希德-马丁公司去年首度公开了一个有关“火星大本营”的提案。这个大本营是一个重达120吨的火星空间站,主要由两个猎户座载人仓和两个生存模组或者实验室构成。洛克希德的代表表示,火星大本营是一个合作项目,将联合NASA和它的合作伙伴还有一些私有企业共同完成。

这个空间站将允许多6个航天员在内部执行一年或更久的在轨任务,在执行任务期间,航天员将操纵位于火星表面的机器人在火星表面的尘土中寻找生命的迹象。在其它众多的任务中,他们还将到访火星的两个卫星。

洛克希德的代表表示,可以想象“火星大本营”早在2028年建设完成,该空间站也会成为其它各种任务的中转站。在次环绕火星飞行任务完成后不久,其它乘员将向火星表面进发。不过到目前为止,公司还没有对火星表面的任务计划进行更详细的讨论。

3. “火星一号”(Mars One)

荷兰非营利组织“火星一号”创始人是巴斯-朗斯多普(Bas Lansdorp),该公司表示他们将从络报名的志愿者中海选出两男两女四名地球人。经过培训之后,他们将在2023年左右搭乘载人宇宙飞船前往火星,成为这颗“红色星球”的批地球移民。

作为计划实施的步,“火星一号”于2013年3月与美国百诺肯太空发展公司签约,由后者为“火星一号”开发生命支持系统和宇航员穿着的宇航服。同年,“火星一号”正式与洛克希德马丁公司、英国萨里卫星技术有限公司(SSTL)展开合作,委托他们设计火星探测器和一个通讯卫星,但不包括生产制造。其中,洛克希德马丁公司将设计机器人着陆器,SSTL公司将设计通讯卫星,用于视频、数据的传输。

自从该公司移民火星的计划招募志愿者以来,全球已经有8万多人报名,其中中国就有1万多人报名。但该项目负责人在接受采访时似乎已经开始对计划的实施打退堂鼓,认为这个项目的复杂性远远超出了他们的想象,2023年恐怕难以成行。而有前往荷兰调查时发现,该项目总部竟然设在荷兰一处出租屋中,这也让不少中国的报名者大失所望。

其他企业态度

维珍集团创始人、亿万富翁理查德-布兰森(Richard Branson)计划用私人航天器将普通人(不只是宇航员)送入亚轨道。尽管维珍集团目前尚未将目标瞄准火星,但这样的服务有朝一日的确可以帮助普通人登陆火星。

事实上,今年75岁的物理学家和宇宙学家斯蒂芬-霍金教授近日就表示,自己已经计划搭乘维珍银河公司航天器飞往太空。

与此同时,美国公司阿斯特拉火箭公司(Ad Astra Rocket Company)正在开发Vasmir电动推进发动机,这种发动机可能在未来为飞向火星的飞船提供动力。

美国航空航天公司SpaceWorks提议让宇航员进入深睡状态(类似冬眠状态),旨在节约食物、供给等资源,减少与失重相关的健康问题,例如骨密度降低。科幻电影爱好者对此应该并不陌生,《星际穿越》和《2001太空漫游》都有类似的宇航员休眠情节,这应该是一种现实且可行的人类太空旅行方式。

挑战依旧巨大

虽然目前各家的“登陆火星”计划都取得了进展,但包括NASA在内的任何一家企业也都承认登陆火星面临许多挑战,其中重要的挑战是在长达1100天的长期任务(往返火星的预计时间)中,确保人员安全。这主要是因为前往火星的宇航员会长期处于高辐射环境下,可能面临癌症、骨质疏松、免疫问题等风险。

虽然挑战重重,但NASA认为这些问题都可以解决,推动登陆火星计划的决心依然坚定。

有消息称,NASA计划首批抵达火星的宇航员中一半是女性宇航员。其中,此前已经在NASA休斯顿训练基地接受过培训的尼科尔-奥娜普-曼恩(Nicole Aunapu Mann)、安妮-麦克莱恩(Anne McClain)、杰西卡-迈尔(Jessica Meir)和克里斯蒂娜-哈莫克-科赫(Christina Hammock Koch)这4位女宇航员有望未来踏入火星之旅,成为太空探索史上批登上火星的女性。

但无论终的结果如何,NASA和全球多家企业耗费数百亿美元的努力我们恐怕都需要等到15年后才能看到结果。

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