载人登陆火星2035 年能实现吗？

<p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>核心提示：</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">6月4日，美国国家研究委员会发布了一份报告，详细阐述了在2035年派航天员前往火星探索的技术方案。但报告同时也认为，美国不可能独自负担这样一大笔费用，必须开展国际合作才有望实现载人登陆火星。有关人士因此指出，美国政府如果能开放对中国的航天合作，载人探索火星将更有希望。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">那么，飞往火星到底要突破哪些技术？为什么连号称世界“首富”的美国也承担不起？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>华丽的5.0，航天员要在火星呆上500天</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">报告将探索火星的相关方案命名为“设计参考任务”，该任务共有8项，包括太空运载火箭系统设计、小行星捕获任务、地月拉格朗日二号点、月球表面短时间探索、建设月球表面前哨基地、小行星登陆、环绕火星飞行和火星表面探索。其中，前7项都是为最后1项任务进行技术探路。当真正实施火星表面探索时，报告引用了美国宇航局在2009 年设计的“ 设计参考架构5.0版”。这是一个宏大而华丽的方案。首先，要用大量火箭把运载着物资和给养的货运飞船先送上火星，这部分货物是供航天员在火星上使用的。这些火箭要用26个月的时间才能发射完毕，货运飞船将飞行350天，然后降落在火星表面。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">其次，当所有运送货运飞船的火箭都发射后，就开始发射运载着航天员和随行给养的火箭。航天员要飞行200天才能抵达火星，这时，前26个月中发射的货物已经部分降落在火星上了。这样，航天员一落地就能立刻生活和工作。最后，航天员要在火星上呆500天，然后从火星上起飞，与等待在火星轨道上的返回火箭会合，再用200天的时间飞回地球。因此，从第一枚载人火箭发射到火星远征队返回地球，历时大概需30个月。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>登火五问：这些技术人类掌握了吗？</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">很明显，载人登火是项庞大的工程，需要突破许多关键技术，这些技术美国人都掌握了吗？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">一问发射：有这么大推力的火箭吗？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">据计算，去往火星表面需要向低轨道发射900~1300吨重的载荷。当前美国能力最强的火箭，其低轨道运载能力为23吨，整流罩直径为5米。而“设计参考架构5.0版”要求火箭具备低轨道运载能力为105吨或130吨，整流罩直径10米，这正是在研的太空运载火箭的性能指标。即使研制这么大的火箭，也要发射多次才能满足去往火星的要求。报告特意指出，如果没有这么大的火箭，就要发射更多次数的较小火箭，任务组织更为复杂，还会带来在空间组装等难题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">二问运输：选用什么样的空间推进技术？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">可以多次点火的推进器，配合大容量燃料储箱。当前，人类还不具备这样的推进系统。当前的化学燃料火箭重量大、效率低，而低温燃料火箭会带来热控制和抑制燃料沸腾的问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">从低轨道向火星飞行的过程必须研制高性能、可以多次点火的推进器，配合大容量燃料储箱。当前，人类还不具备这样的推进系统。当前的化学燃料火箭重量大、效率低，而低温燃料火箭会带来热控制和抑制燃料沸腾的问题。虽然太阳能电推进技术已在一些通信卫星上得到应用，日本的隼鸟号小行星探测器也用这种技术飞行数年，往返探测了一颗小行星。但对于载人去火星，太阳能电推进的推力还是太小了。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">核能热推进技术的推力比较大，可以缩短飞行时间，美国宇航局早年曾经在地面试验过相关技术。核能电推进技术可以省去太阳能电推进所需的大型太阳电池，但人类迄今还没有研制过星际旅行用的核能电推进发动机。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">三问空间居住：怎样保证航天员健康生活？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">在往返火星的总计400天中，需要为航天员提供安全、健康、舒适的生活，这涉及空间居住和辐射防护问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">国际空间站的载人飞行为此提供了良好的基础，俄罗斯航天员曾经在“和平号”空间站上居住了整整一年。但在往返火星的过程中，无法得到来自地球的补给，也不能把垃圾扔回地球，必须在飞船内部实现自我循环。此外，国际空间站运行在距离地面比较近的地方，地球大气可以屏蔽掉相当一部分宇宙辐射。而去往火星的路上则没有这样的庇护，必须设法解决有关问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">四问降落：怎样保证火星着陆的准确性？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">降落到火星表面的着陆舱，必须保证着陆误差在百米量级之内，否则航天员降落后找不到房子和给养，麻烦就大了。美国宇航局甚至希望航天员直接降落到补给舱旁边。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">而目前着陆火星最大的人造物体就是好奇号火星车，重1吨，着陆误差数十公里。此外，如何为这么大的着陆舱开发热防护技术、着陆缓冲技术，也是个难题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">五问目的地系统：和登月区别有多大？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">这个系统包括航天员在火星上生活、工作、活动所需要的一切设备，不仅有舱外航天服，还包括载人火星车等。虽然美国成功研制了月球航天服和月球车，但火星的环境和月球完全不同。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">此外，航天员要在火星表面进行复杂的操作，穿上火星航天服的动作灵活度必须超过现有的任何航天服。至于火星车，可能要带上几个星期的给养，运载着航天员去远离基地的地方探险和勘查。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>能否去成，技术突破与政治勇气缺一不可</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">上面所说的问题，似乎在科幻电影中全都解决了。但是美国国家研究委员会经过一番研究，发现火星表面任务总共需要研制11 种型号，包括太空运载火箭、空间运输推进器、机器人火星车、火星核电站、火星航天服、载人火星车、空间助推段、猎户座飞船、深空居住舱、长期火星居住舱和从火星起飞的上升段。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">如果先探索小行星，只有太空运载火箭、舱外航天服、“猎户座”飞船可以先行研制出来并沿用。如果先实施环绕火星飞行，除了上面3种型号，另有空间运输推进器可以沿用，其余型号都需重新研制，可以想见这需要多么庞大的费用。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">但是，不少美国航天人士认为，如果全人类合力，把航天经费和航天资源联合起来，是有可能前往火星的。这里面当然也包括中国和俄罗斯。而美国国会依然顽固地禁止中美开展航天合作，最近，美国又因为乌克兰问题与俄罗斯互打“太空战”。因此，人类到底能不能去得成火星，突破技术瓶颈是一个方面，更重要的是政治家们的勇气与决心。（常飞）</p><br />