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登陆火星倒计时开启 未来15年人类是否做好准备?

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发表于 2018-2-11 08:02:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

未来15年,地球人类能否克服各种困难登陆火星表面吗?
   北京时间1月14日消息,据国外媒体报道,人类抵达火星的倒计时已开启,但是我们做了什么计划?我们准备好登陆火星了吗?
  如果你想去火星,2018年将是一个非常好的时机。今年7月份,地球和火星之间的距离比过去15年的任何时候都要近。这两颗行星不会出现在“近日点冲(perihelic opposition)”,意味着火星抵达其椭圆轨道的近地点,而地球同时在火星和太阳之间穿过。
  地球和火星将相隔3500万英里,依据地球的标准,该距离在星际旅行比例上并不算遥远。理论上,人类可在200天之内完成单程旅行,相比之下,当两颗行星距离较远时,需要大约250天的单程旅行时间。
  不幸的是,我们并未准备好2018年将人类送到火星表面。丹尼斯·提托(Dennis Tito)的灵感火星计划曾选择2018年发送一对已婚夫妻在火星轨道“低空飞越”,但事实证明这项挑战困难较大,最终任务被取消。
  近年来,我们研制的探测车和机器人取得了巨大的技术突破,但是我们仍然需要了解人们如何安全、成本较低地到达火星。目前科研人员仍在不懈地努力着,经过15年的时间,地球和火星即将再次到达最近距离。美国宇航局打算在火星表面实现首个载人太空任务,SpaceX公司计划在2024年制定一个更宏伟的目标。
  因此问题在于:我们是否准备好登陆火星?如果我们未来15年计划登陆火星,我们需要解决三个严峻的挑战:火箭、不安和辐射。以下是这些问题的简要总结,以及今年及以后如何克服这些挑战的计划。
  火箭
  将人类送到火星表面成本非常昂贵,基于当前的技术,一项火星往返任务的成本最高可达5000亿美元。在漫长的火星旅行中是否需要携带食物?即使不考虑这些细节问题,将成本降低和改变火星费用开支最重要的影响因素是建造可重复使用的火箭。
  这有可能实现吗?SpaceX公司埃隆·马斯克(Elon Musk)对此充满信心。今年他们已成功发射和着陆“猎鹰9号”火箭,2018年,SpaceX公司计划首次测试“猎鹰”重型火箭,如果试飞成功,这将证实SpaceX公司具备在地球轨道之外发射太空飞船的能力。
  接下来又会发生什么呢?SpaceX公司最终计划使用一种叫做“BFR”超级火箭代替当前的太空飞行工具,据称,BFR火箭可以承载100人,运送物资可达15万公斤。最重要的是,BFR火箭的部件多数是可重复使用的,从而大幅降低了成本费用。
  这项计划听起来不错,什么时候我们将发射BFR火箭?目前,两项BFR太空运载任务计划2022年完成,并最早于2024年完成两项太空货运和载人任务。
  那么,你会认为我们在15年之内准备好登陆火星吗?是的,几乎可以肯定,SpaceX公司的时间表可能推迟,但是基于马斯克之前的规划记录,当前进展情况非常不错。
  不安
  火星太空之旅将是非常枯燥无聊,太空旅行长时间的无聊不安,以及生活中没有刺激,凝视着漆黑的太空,会导致人们抑郁和专注力失调。
  但是前往火星的是宇航员,他们可以处理这些问题,对吗?是的,宇航员都是通过集中心理测试,但是历史上没有任何一项太空任务能与无聊的火星旅行相比。
  那么我们应当如何做呢?在地球上我们可以学到许多东西,其中一个例子就是“Hi-Seas(夏威夷太空探索模拟和仿真项目)”,该项目已运行了5年时间,一组“宇航员”在火山一侧隔离生活长达8个月时间,其目的是模拟火星上的生活条件,做好充分的心理准备。
  我们从中学到了什么呢?处于枯燥无聊的一个最佳方法是保持忙碌,在夏威夷的模拟实验中,参与者每天的日程都安排大量的工作。一年之后,另一支研究小组也参与该项目,我们从中学到了更多的东西。
  处于忙碌工作,没有休息娱乐时间,马斯克认为,对于想要去火星的人们而言,这样的太空旅途必定充满乐趣。目前,BFR科员舱具有许多人性化设计,其中包括:零重力游戏室、电影院、演讲厅、休息舱和餐厅,马斯克相信太空乘客们会玩得非常开心。
  那么我们在未来15年能做好火星旅行的准备工作吗?目前没有方法进行验证,只有开始火星旅行我们才能知道,但是目前有一些积极的迹象表明我们未来不久可以实现火星旅行。
  辐射
  辐射产生的问题是什么?危险的宇宙和太阳辐射会导致视力下降,患有痴呆症和癌症。单程火星之旅可能使人们暴露于核电站工作人员年均辐射量15倍以上的危险环境。
  如何保护宇航员免遭太空辐射?这里有一些屏蔽选择方案,例如:比较厚的太空舱外壳或者水套式结构,但是这些装置很容易被任何高能量射线穿透。当然,辐射屏蔽设施的成本并不低,同时,屏蔽设施增加了质量,增大了燃料消耗,从而增大的任何太空任务的成本。
  那么我们该如何应对呢?在未来的十年里,重点是研究分析。来自国际空间站、火星科学实验室以及“旅行者1号”探测器的观测数据,将帮助我们更精确地绘制“太空气候”图像,这将有助于我们更好地规划和安排太空任务的时间。
  2018年将有什么事情会发生?今年5月份,美国宇航局将发射期待已久的“火星洞察力太空飞船(Mars InSight)”,预计今年11月登陆火星,其主要任务是探测火星表面的地震活动,该飞船机载磁力计将用于检测火星表面太阳风的辐射状况。
  那么长期来看呢?最终,最好的解决方案可能是更快速地抵达火星,并尽可能减少暴露太空辐射的时间,这将意味着我们需要运行速度更快的火箭。
  我们在未来15年能做好登陆火星的准备吗?目前尚不确定,辐射可以说是我们面临的最大威胁,此外,将人类送到火星的挑战也是巨大的。但是机遇也是如此,我们依然乐观地认为,未来15年将在火星表面看到人类足迹。正如马斯克曾说过的:“我认为如果我们是一支宇宙飞行文明和多行星物种,那么未来人类的发展前景将非常令人兴奋和充满乐趣。”(叶倾城)


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