详解 法媒详解:人类如何登陆火星( 二 )


这艘巨大的“太空拖船”重量在300到500吨之间,因为太重,所以无法完整地被送入太空。因此,它必须像国际空间站以及未来的月球空间站“门户”一样,在太空中逐步组装起来。作为神迹般的“土星五号”——它创造了“阿波罗”任务的辉煌——的继承者,“太空发射系统”(SLS)被设计用来将100吨的重负送入低地轨道。SLS是NASA的一种新型重型运载火箭,预计将于今年底进行首次飞行。
因此,将需要三到五次SLS发射(每次发射的费用在10亿到20亿美元之间)来完成在离地面200或400公里的位置组装这个官方名称为“火星转运车”(MTV)的钢铁怪物。具体地说,MTV很可能由不少于一个核动力发动机驱动,在提供足够的推力方面比传统发动机更有效。
即使假设交通工具的问题已经解决,人类可能在未来10年内首次抵达另一颗星球附近的前景也带出了许多其他问题。
如何尽量减少六个人在一年半时间里生存所必需的“消耗品”(一个人每天消耗大约5公斤的水、氧气和食物)?宇航员将如何在心理上忍受如此长时间被关在一个封闭的地方(处于新冠疫情时期,我们都更清楚这个问题)?最重要的是,如何保护自身免受会导致癌症的太空辐射?
这些辐射有两个来源:太阳和银河系。要想免受太阳耀斑产生的放射性突然爆发,将可以利用一个24小时太阳观测系统来保护宇航员。一旦爆发,警报将命令他们躲到一个屏蔽隔间里,持续24到48小时,等待太阳喷射的微粒流过去。
至于想免受宇宙背景辐射这种笼罩整个太空的、微弱但永久的放射性噪音,由于无法为整个居住舱配备隔离墙板,各航天局只能违背适用于核工作者的规定,让宇航员们签署一份免责书。
接下来,在人类被派往火星表面之前,将是让宇航员在火星轨道停留500天,这是火星和地球的相对位置打开返回窗口所必需的时间。
国际合作不可少
与简单的飞越相比,这第二阶段将需要预先在火星轨道上建造一个小型空间站,就像围绕月球的“门户”空间站那样。只有到那时,我们才有可能考虑把宇航员送上火星。前提是,在此期间我们找到了人类在火星表面逗留所涉及主要问题的答案。与这些问题相比,迄今为止提出的所有困难都不值一提。
首先是着陆。当然,有了2004年的“勇气”号和“机遇”号、2012年的“好奇”号以及今年的“毅力”号,NASA已经多次证明自己知道如何让机器人降落在这个红色星球的表面。但是,机器人不是人。在以2.1万公里的时速进入火星高层大气后减速的“毅力”号所经历的“恐怖七分钟”,是再坚强的人类也无法承受的。因此,必须设计一种完全不同的着陆器,使用充气盾牌或类似航天飞机的滑翔翼进行制动。仅这一障碍就足以将人类登上火星的时间推迟到2045年。
其次是重新起飞。按照前面所说,到2027年,火星上升飞行器将能携带火星上的石子进入天空,但它尚不足以让阿姆斯特朗和奥尔德林的英雄继承者们返回家园。要做到这一点,将需要一种能够笔直站立并一鼓作气重新起飞的火箭。为此,科学家还将进行许多年无效的研发和试验。
为了减少新的火星上升飞行器的重量,可能别无选择,只能在其中填充刚够实施下降的推进剂,它被称为“原位推进剂生产(ISPP)”。然后,在火星就地利用地球提供的化学资源来生产回程所需的燃料和助燃剂。燃料和助燃剂分别是液态甲烷和液态氧,这种搭配不如氢和氧的搭配,但更容易储存在另一个星球或太空中,危险性也更小。如果ISPP这一选择被接受,那么在第一批人类抵达火星之前,先要在火星表面建造好燃料生产工厂。这项任务将完全由机器人来完成。
详解|法媒详解:人类如何登陆火星】不过,这些机器人的任务也可能是建设一个生命基地。生命基地是否必要,这取决于最终决定的情景。
但很明显,没有人能独自做到这一点:合作伙伴将加入其中。我们可以期待,到21世纪50年代,这个耗资巨大的太空综合性建筑的大部分部件已经组装好。到那时,距离德国天才工程师韦恩赫尔·冯布劳恩(二战结束后前往美国)在其1952年发表的《火星计划》一书中,把将人类宇航员送上火星作为美国的空间政策方向,已经过去了100年。
来源:新华社

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