揭秘美國宇航局將如何把人類送上火星(圖)

?Ares 火箭與第一節(jié)分離

宇航員登陸火星后想象圖

????北京時(shí)間7月24日消息，據(jù)美國宇航局太空網(wǎng)報(bào)道，人類首次登陸月球40周年慶典已經(jīng)結(jié)束，但是美國宇航局能否把人類送上火星仍是一個(gè)謎。休斯頓美國宇航局約翰遜太空中心月球和火星綜合研究部研究人員布雷特·德雷克(Bret Drake)說：“目前我們?nèi)园讶祟愄剿骰鹦强闯墒俏磥淼淖罡吣繕?biāo)。人類踏上另一顆行星的風(fēng)險(xiǎn)

????當(dāng)前的科技水平可能剛剛達(dá)到，也有可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及前往火星的載人任務(wù)所需的技術(shù)水平。因此前往這顆紅色行星的載人任務(wù)仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。但是美國宇航局仍堅(jiān)持遠(yuǎn)征火星，而且有關(guān)火星探索的新想法層出不窮。德雷克說：“火星是長期以來我們一直向往的地方?！?/p>

????如何到達(dá)那里

????前往火星大約需要180天。迄今為止美國宇航局研究了兩種前往那里的推進(jìn)器選項(xiàng)：核熱火箭和化學(xué)發(fā)動機(jī)。核熱火箭是根據(jù)60年代和70年代的設(shè)計(jì)研制，它利用核反應(yīng)堆把氣體加熱到很高的溫度，借助熱氣從噴口噴出產(chǎn)生推力，把火箭發(fā)射出去。

????德雷克說：“這是一種高性能推進(jìn)器，我們認(rèn)為它非常安全，不會在發(fā)射時(shí)產(chǎn)生放射性物質(zhì)，但是它是一個(gè)核系統(tǒng)?；瘜W(xué)發(fā)動機(jī)跟航天飛機(jī)使用的發(fā)動機(jī)類似，都是用液氧和液氫作燃料。這是一項(xiàng)大家非常熟悉的技術(shù)，但是效果并沒有核熱火箭好?！?/p>

????為了到達(dá)火星表面，美國宇航局設(shè)想用空氣動力登陸器，并用推進(jìn)器幫助它下降。把宇航員重新送入太空，用6個(gè)月時(shí)間把他們送回地球的上升推進(jìn)器則采用沼氣和液氧混合物作燃料。德雷克說：“火星大氣里的氧是以二氧化碳的形式出現(xiàn)，因此你可以利用火星的自身資源制造氧氣?！彼麄冇?jì)劃在宇航員到達(dá)這顆紅星行星前，應(yīng)該盡可能多地把貨物送到那里。德雷克說：“我們把宇航員送往那里以前，應(yīng)該確保一切運(yùn)行正常?；鹦侨蝿?wù)跟月球任務(wù)不一樣，你不能隨時(shí)返回地球，一旦他們被送往那里，有可能要在那里呆好幾年?！?/p>

????據(jù)美國宇航局最近的評估結(jié)果顯示，前往火星的載人任務(wù)必須能把質(zhì)量大約是國際空間站的兩倍的物資送入太空，即大約176萬磅(800噸)。美國宇航局打算利用“戰(zhàn)神5”號火箭發(fā)射這些設(shè)備。“戰(zhàn)神5”號是迄今為止設(shè)計(jì)的推力最大的火箭，一次大約可把41.4萬磅有效載荷送入低地球軌道。德雷克說：“我們會盡量減少組裝的次數(shù)?！畱?zhàn)神5’號有推動非常重的有效載荷的能力，將會使軌道里的自動匯合與對接變得更加簡單?！庇詈絾T在開始前往火星以前，將搭乘一枚“戰(zhàn)神1”號火箭升入空中。

????德雷克說：“人類進(jìn)入太空可獲得大量寶貴的經(jīng)驗(yàn)，他們可以根據(jù)所見所聞及時(shí)做出決定。而用機(jī)器人很難做到這一點(diǎn)。”宇航局可以把宇航員在火星上所需的東西提前送上去。德雷克說：“你還可以在宇航員和推進(jìn)器到達(dá)之前，先利用火星上的現(xiàn)有資源生產(chǎn)和儲存氧氣?！?/p>

宇航員登陸火星后想象圖

????宇航員多 停留時(shí)間長

????美國宇航局設(shè)想由6名宇航員執(zhí)行一次火星任務(wù)。德雷克說：“技術(shù)安排注定需要這么多人，一名指令官、一名科學(xué)家、一名工程師、一名衛(wèi)生官員等，還有崗位輪換培訓(xùn)。他們必須知識淵博，但是各有專攻?！?/p>

????最近美國宇航局設(shè)想讓宇航員在火星上停留大約500天。德雷克說：“宇航員見機(jī)行事非常重要，因?yàn)橛捎诘厍蚝突鹦侵g距離遙遠(yuǎn)，指令從地球傳輸?shù)交鹦巧洗蠹s需要40分鐘。這些宇航員無法再次獲得補(bǔ)給，他們只能依靠事先送到火星上的東西或者他們隨身攜帶的東西生活。因此當(dāng)有什么東西出現(xiàn)故障時(shí)，他們必須能修好它。他們必須有自給自足的能力?！?/p>

????要想在飛行中幸存下來，空氣和水必須充分進(jìn)行循環(huán)利用。德雷克說：“關(guān)于空氣再生和水循環(huán)利用問題，現(xiàn)在我們從國際空間站上學(xué)到了很多?；鹦堑囊淮蠛锰幘褪撬拇髿庵杏卸趸迹虼宋覀兝眠@些資源可以獲得宇航員所需的氧氣和水。說到食品，我們正在尋找更小的系統(tǒng)，例如可以為宇航員生產(chǎn)食物的‘色拉機(jī)’。新鮮食品不僅營養(yǎng)豐富，而且對心理還有好處。新鮮西紅柿確實(shí)能改善心理狀態(tài)。”

????面臨巨大的身心挑戰(zhàn)

????少數(shù)幾個(gè)人在有致命風(fēng)險(xiǎn)的太空環(huán)境下呆大約2年半時(shí)間，對前往火星的宇航員來說，確實(shí)是個(gè)不小的心理挑戰(zhàn)。

????德雷克說：“現(xiàn)在俄羅斯正在進(jìn)行試驗(yàn)，希望能對火星任務(wù)的行為科學(xué)方面有更多了解。研究其他前往偏遠(yuǎn)地區(qū)的探索活動，對這也有幫助，例如前往南極或者水下，所有這些都能為被選中的宇航員反饋有關(guān)人類行為方面的知識?！庇詈絾T呆在火星上關(guān)注的另一個(gè)方面，是太陽和深空宇宙射線以高能粒子爆的形式產(chǎn)生的具有危險(xiǎn)性的輻射。德雷克說：“氫或水是最好的輻射防護(hù)材料。因?yàn)樗缓罅康臍洹！?/p>

????美國宇航局設(shè)想，在宇航員到達(dá)火星之前送上這顆紅色行星的貨物能產(chǎn)生水，這些水在宇航員到達(dá)后可以當(dāng)作他們的保護(hù)屏障。在火星往返途中，飛船上應(yīng)該安裝一些特殊裝置，這樣宇航員大部分時(shí)間都可以呆在被水和食品環(huán)繞的區(qū)域。但是飛船上的“高能粒子爆掩體”是阻擋致命輻射的重組成部分。

????迄今為止，任何可能的實(shí)施火星任務(wù)的日期都沒有確定，但是像美國宇航局和中國等國家一直都對登陸火星非常感興趣。德雷克說：“這是人類了解和擴(kuò)大現(xiàn)有疆域要采取的下一步動作。我們把人類探索火星看成是一個(gè)國際性合作項(xiàng)目。探索火星不太可能只局限于某一個(gè)國家，因?yàn)樗钦麄€(gè)世界共同努力的目標(biāo)?！?孝文)