登陸火星，究竟難在哪？

荷蘭企業家兼科學家巴斯·蘭斯多夫的“火星一號計劃”一經公布，在全世界立刻引起轟動。該計劃擬于10年后將第一批人類移民送上火星，并在那里建立人類首個移民基地。

截止今年2月底已有近十萬人參加遴選，僅中國就有上萬人報名。媒體披露有2名中國人和5名英國人已被確定為首批登陸火星的成員。

近日，外媒又爆出“火星一號計劃”因種種難題制約，可能根本無法實施，有人甚至直截了當地說它就是個騙局。美國國家宇航局(NASA)也對“火星一號計劃”的可行性提出質疑，并表示如果有理由認為計劃最終將對宇航員和殖民者的生命安全造成威脅，將會出面干預。

這件事情提出一個實實在在的問題，登陸火星究竟難在哪，十年內人類是否能夠攻破登陸火星的所有難題呢——

“火星一號計劃”在中國的報名費是每人11美元，僅中國報名者支付的報名費就高達10多萬美元。很多報名者對于移民火星的計劃難以實現表示失望。有些人想拿回11美元報名費，至少目前還不可能。一些頭腦發熱的報名者慨嘆：就算交學費了吧，誰讓咱事先沒有搞明白，去火星可不像坐過山車那么簡單啊。

宇航技術非美國莫屬

是的，航空航天的核心技術始終掌握在美國人手里，特別是蘇聯解體，俄羅斯走向衰微，美國就更是一家獨大了。況且美國早在半個多世紀前曾醞釀實施“俄里翁計劃”——理論上完成了飛往土星的超級火箭設計。

美國政府計劃在2020年前重返月球，此后10至20年內登陸火星。62歲的美國國家航空航天局（NASA）局長查爾斯·博爾登5年前上任伊始便信誓旦旦地表示，在自己的有生之年不完成這個夙愿，無疑會讓他抱恨終生。

4年后的2014年8月，查爾斯?博爾登在英國皇家航空學會上演講稱，移民火星對于確保人類繁衍至關重要，“因為火星是目前銀河系中除地球外唯一一個可能在某時誕生過生命的星球”。

博爾登還希望自己的孫女或者孫女的孫女能有機會去那兒”，同時他也承認前往火星要比到達月球難得多。不過他反對馬斯克這種單程前往火星，“馬斯克想要死在那里，但我不贊同，如果有人想回來，我希望他們就能夠回來”。

NASA的掌門人所說的馬斯克叫艾倫·馬斯克。今年44歲馬斯克出生在南非，20多歲便輟學創業，很快成為億萬富翁。眼下經營著數家高科技產業公司，業務涉及電動汽車及航空航天。

2012年6月14日，馬斯克首開私人太空公司成功向國際空間站提供補給的世界紀錄。去年5月，馬斯克又公布最新的“龍V2”飛船設計計劃，這種可載人飛船可以將宇航員和貨物送到國際空間站上。他的SpaceX已經獲得美國宇航局26億美元合同，準備大力開發“龍V2”飛船。

艾倫·馬斯克希望在2020年左右將人類送上火星，但這只是他的初步計劃。他希望將100萬人移民到火星，并在那里建造火星大都市。

知道美國執世界宇航牛耳的原因了吧，他們不僅擁有超一流的科學家和NASA這樣無可爭議的權威機構，他們民間的奇人怪才一樣不可小覷。

美國人在四十多年前幾度登上月球，但他們對登陸火星卻一直持謹慎態度，火箭也要疾馳兩個多月的旅程，需要解決的難題實在太多了。

難題與辦法

坦率的美國人承認，遠征火星他們科技水平可能剛剛達到，但距離載人前往火星完成任務還有相當的差距。好在有關火星探索的新想法層出不窮，在NASA，紅色火星無疑成為人們向往的圣地。

按傳統火箭的速度前往火星大約需要300天，而NASA希望把時間控制在180天以內。目前新型火箭專家提供了兩種超級推進器：核熱火箭和化學發動機。核熱火箭是根據20世紀六七十年代的設計研制的，它利用核反應堆把氣體加熱到很高的溫度，借助熱氣從噴口噴出產生推力，把火箭發射出去。

近日，NASA專家披露核動力火箭的研發取得了突破性進展，幾個瓶頸難題業已攻破。使用核動力運載火箭，可以將到達火星的時間縮短到30至90天，極大地提高了火星探險的可行性并極大降低了成本。

科學家設想，使用核反應堆將氫氣加熱到極高的溫度，產生宇宙飛船所需的正常推力。使用核反應堆運載火箭意味著航天員向火星又邁出了更近的一步。

“使用現有的火箭燃料，人類幾乎不可能開拓地球以外的星球，”NASA首席研究員約翰·斯洛夫表示，“我們希望研發出一種更強大的能量應用于太空，最終使人類在太陽系之間的旅行變得輕而易舉。”

除了制造性能可靠的大推力火箭，宇航員的所需給養也是登陸無法回避的困難。火星大氣里的氧是以二氧化碳的形式存在，因此科學家可以利用火星的自身資源制造氧氣。NASA打算在運送宇航員抵達火星之前，盡可能多地把貨物送到那里，它們包括氧氣制造和貯存系統和足夠多的水。

計算數字顯示，前往火星的載人任務必須能把質量大約是國際空間站的兩倍的物資送入太空，約為800噸。使用“戰神5號”火箭發射這些設備應該沒有問題。“戰神5號”是迄今為止設計的推力最大的火箭，一次大約可把92噸的有效載荷送入地球低軌道。而宇航員則搭乘“戰神1號”火箭前往火星。

老問題解決新問題又出現

運載工具的問題初步解決后，怎樣減少有效載荷的難點又成了NASA論證的焦點。一種觀點認為只需要4個人即可，可以把一些重復性工作交給電腦或機器人來完成；另一種觀點卻認為4個人太少，必須要6個人。原因是人類首次遠征火星，期間的每一個細節都是寶貴的經驗，而帶回經驗的只能是人，智能儀器是無法勝任的。此外，地球指令傳到火星需要40分鐘的時間，即使在半途之中，請示與獲準的時間之合也是40分鐘，所以宇航員必須具備處理意外情況的能力。智能儀器大多都是按事先輸入好的程序工作的，應對緊急意外，勉為其難。

崗位定員情況大致為：兩名駕駛員，一名指揮長，一名科學家，一名工程師和一名醫學家兼衛生官。他們必須知識淵博，既涉獵廣泛又各有專攻。6個人的知識和能力之合差不多涵蓋人類科學技術的方方面面。總之，他們各個都是解決難題的高手，從檢修機器到利用高科技手段謀求生存，不一而足。

宇航員的氧氣和水的難題解決后，怎樣防止有害輻射的問題又凸顯出來。這是太陽和深空宇宙射線以高能粒子爆的形式產生的輻射，對人體危害極大。最有效的防護材料就是氫或水，因為水中也含有大量的氫。

水的循環利用還好辦的多，因為在國際空間站已大量積累了這方面的技術，在國際空間站連排放的廢氣、宇航員的汗液甚至是宇航員的尿液經過處理后，都能轉化為飲用水。但是如何利用火星的自身資源制造出水，還是一個不小的難題。

NASA設想，在宇航員到達火星之前送上這顆紅色行星的特殊裝置能夠產生水，這些水在宇航員到達后可以當作他們的保護屏障。在火星往返途中，飛船上還可安裝一些特殊裝置，這樣宇航員大部分時間都可以呆在被水和食品環繞的區域。飛船上的“高能粒子爆掩體”是阻擋致命輻射的重組成部分。此外，還有宇航員的心理精神狀態和新鮮食物的供給，都是有待攻克的難題。

發表于 2015-09-09 00:00
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