【簡(jiǎn)介:】載人飛船剛剛將3名航天員運(yùn)送到天宮空間站上,我國(guó)的載人登陸火星計(jì)劃又出爐了。在全球航天探索大會(huì)上,中國(guó)代表王小軍介紹,我國(guó)未來將會(huì)在火星上建立可持續(xù)基地,乃至地球-火星經(jīng)
載人飛船剛剛將3名航天員運(yùn)送到天宮空間站上,我國(guó)的載人登陸火星計(jì)劃又出爐了。
在全球航天探索大會(huì)上,中國(guó)代表王小軍介紹,我國(guó)未來將會(huì)在火星上建立可持續(xù)基地,乃至地球-火星經(jīng)濟(jì)圈的計(jì)劃。
之所以要探測(cè)火星,一方面是因?yàn)殡m然現(xiàn)如今的地球非常適宜人類居住,但是地球環(huán)境并不是一成不變的,大冰期、小行星撞地球以及超長(zhǎng)時(shí)間火山噴發(fā),都可能會(huì)導(dǎo)致人類滅絕甚至地球生物全部滅絕。正因?yàn)槿绱?,我們要居安思危,在現(xiàn)如今就要開始探索外太空,在外太空中尋找合適的家園。
火星就是較為宜居的星球,它距離地球較近,組成成分和地球差不多,而且位于恒星系宜居帶上,如果能夠?qū)⒒鹦羌右愿脑?,或許會(huì)成為未來我們的家園。
即使火星無法成為我們未來的家園,探索火星技術(shù)也能夠?yàn)槲磥硪泼裢馓兆龊脺?zhǔn)備。
王小軍在演講中說:火星探測(cè)對(duì)人類具有非常重要的意義,它是人類走出地球、探索生命起源,擴(kuò)展生存空間的重要途徑。
其次,火星表面沒有生物活動(dòng),它還保留著地球形成之初的物質(zhì),探索火星能夠幫助人類了解地球的起源,乃至整個(gè)太陽系誕生之初的歷史。
更為重要的是,探索火星本身,能夠倒逼著我國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,有利于我國(guó)培養(yǎng)科技自主創(chuàng)新型人才。
如何實(shí)現(xiàn)載人探測(cè)火星?
中國(guó)航天科技集團(tuán)一院院長(zhǎng)、IAF副主席王小軍提出了載人火星探測(cè)發(fā)展路線以及任務(wù)構(gòu)架,和空間站一樣,載人火星探測(cè)的任務(wù)構(gòu)想也分為三步走:
第一步:機(jī)器人火星探測(cè):通過火星機(jī)器人在火星表面實(shí)地采樣分析,選擇合適的火星基地,并在利用基地周圍的資源進(jìn)行建設(shè)。這一步的主要目的是為了技術(shù)準(zhǔn)備,其次是為接下來的載人火星探測(cè)做準(zhǔn)備。
第二步:載人初級(jí)探測(cè):這一步是為了實(shí)現(xiàn)載人登陸火星,最后完成火星上的基地建設(shè)。
第三步:航班化探測(cè)(經(jīng)濟(jì)圈形成階段):要建立可持續(xù)基地,包括大規(guī)模地火運(yùn)輸艦隊(duì),大規(guī)模開發(fā)與應(yīng)用等。
要想實(shí)現(xiàn)這三個(gè)步驟并不容易,火星距離地球最近都要5500萬公里,最遠(yuǎn)則要達(dá)到4億公里,火星和地球都在繞著太陽運(yùn)動(dòng),而不是靜態(tài)的。不僅如此,火星和地球的軌道面還有夾角,并非是平面的,這些外在因素大大增加了載人火星探測(cè)任務(wù)的難度。
這當(dāng)中的困難重重,要依靠我國(guó)航天方面的研究人員的努力。而在眾多的困難當(dāng)中,途路遙遠(yuǎn),載貨量巨大,所以推進(jìn)技術(shù)是最難攻克的難題之一。按照目前的方案來看,核熱推進(jìn)是目前載人火星探測(cè)的首選。那什么是核熱推進(jìn)呢?
核熱推進(jìn)的工作原理是:利用核裂變反應(yīng)釋放的能量,將推進(jìn)劑加熱后高速排出產(chǎn)生推力,能夠確保較高比沖同時(shí)獲得強(qiáng)勁的推力。
核熱推進(jìn)是目前掌握的對(duì)核能利用最為完全的推進(jìn)方式,而且它的特點(diǎn)是:大推力,高比沖,長(zhǎng)工時(shí)等特點(diǎn),和載人火星探測(cè)任務(wù)的需求非常切合。如果能夠在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,火箭的運(yùn)載能力將更進(jìn)一步。
如果一切的技術(shù)準(zhǔn)備都妥當(dāng)。那么,載人火星探測(cè)的第一階段就是,通過大型或重型運(yùn)載火箭把探測(cè)器發(fā)射到地火轉(zhuǎn)移軌道,然后通過反推制動(dòng)抵達(dá)火星。
而第二階段則需要采用新型的任務(wù)構(gòu)架:人貨分運(yùn)。
由于地球和火星之間距離太遠(yuǎn),而且不能隨意往返。理想的出發(fā)時(shí)間是:2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等,大概是26個(gè)月一個(gè)周期。不僅如此,從火星返回地球,也需要挑個(gè)好時(shí)間。因此,航天員在執(zhí)行火星探測(cè)任務(wù)時(shí),耗時(shí)很長(zhǎng),所需的物資很多,還涉及到要把航天員運(yùn)送回來。
因此,就需要把大量的“貨”運(yùn)送到火星表面。如果人和貨一起送,所需要的載重量就非常大,火箭的推進(jìn)裝置就需要非常強(qiáng)大,這是目前技術(shù)做不到的。因此,就需要把貨先運(yùn)過去,然后再把航天員送過去。
僅僅是載人這個(gè)環(huán)節(jié)就需要分六步:
進(jìn)入地球軌道
地球軌道組裝
地火轉(zhuǎn)移
火星登陸與上升
火星軌道對(duì)接
返回
整個(gè)過程需要數(shù)百天的時(shí)間,飛行距離達(dá)到了上億公里,其中交會(huì)對(duì)接多次,甚至超過10次以上。所需要的火箭數(shù)量起碼是8枚,七枚運(yùn)載火箭,一枚載人火箭。所以,這個(gè)載人火星探測(cè)任務(wù)可以說是一個(gè)挑戰(zhàn)人類智力極限,技術(shù)極限,工程極限的項(xiàng)目。如果能夠?qū)崿F(xiàn),將使得我們國(guó)家的航天技術(shù)傲視全球。
美國(guó)載人登陸火星計(jì)劃
事實(shí)上,美國(guó)也提出了載人登陸火星計(jì)劃,也打算在2033年實(shí)行載人登陸火星,但業(yè)內(nèi)專家表示,美國(guó)“非常不可能”在2033年實(shí)現(xiàn)載人登陸火星。
在 《2033年載人火星探測(cè)任務(wù)評(píng)估報(bào)告》中,指出美國(guó)載人登陸火星困難重重,從設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試火箭和宇宙飛船,到學(xué)習(xí)生菜的最佳種植方法等,所有為載人登陸火星的技術(shù),都有待完成。