荷蘭企業家兼科學家巴斯·蘭斯多夫擬于10年后將人類送上火星的計劃一經公布,便在全世界引起轟動,截至今年2月底已有近十萬人報名。然而,近日有人質疑該計劃因種種難題制約根本無法實施。美國國家航空航天局也表示如果這項計劃會對參與者造成生命威脅,將會出面干預。登陸火星究竟難在哪兒呢?
火箭要疾馳約300天
美國人計劃在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,會讓他抱恨終身。
去年,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可能在某時誕生過生命的星球”。不過他反對單程前往火星,“馬斯克想要死在那里,但我不贊同,如果有人想回來,我希望他們就能回來”。
他所提到的馬斯克是美國Space X公司的創始人,曾在2012年首次實現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,他又公布最新的“龍V2”飛船設計計劃,這種載人飛船可以將宇航員和貨物送到國際空間站上。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。
盡管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,按傳統火箭的速度前往火星約需300天,有待解決的難題實在太多了。
需向太空送800噸物資
美國科學家希望可以將這個時間控制在180天以內。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。核熱火箭的原理是利用核反應堆把氣體加熱到很高的溫度,借助熱氣噴出產生推力,把火箭發射出去。
近日,美國專家披露在這方面的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,將產生宇宙飛船所需的推力。這意味著航天員向火星又邁出了更近的一步。
除了制造性能可靠的大推力火箭,航天員所需的氧氣也是登陸無法繞開的難題?;鹦谴髿饫锏难跏且远趸嫉男问酱嬖?,因此科學家可以利用火星的自身資源制造氧氣。
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?!皯鹕?號”是迄今為止設計推力最大的火箭,一次大約可把92噸的有效載荷送入地球低軌道。而航天員則搭乘“戰神1號”火箭前往火星。
諸多難題有待攻克
怎樣減少有效載荷也是一個論證的焦點。在美國,一種觀點認為只需要4個人,其他工作可交給電腦或機器人來完成;另一種觀點卻認為必須要6個人,原因是人類首次遠征火星,每一個細節都是寶貴的經驗,而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,所以航天員必須具備處理意外情況的能力,智能儀器卻很難應對緊急意外。
另外,怎樣防止有害輻射的問題又凸顯出來。深空宇宙射線產生的輻射,對人體危害極大,最有效的防護材料是氫或水。
水的循環利用還好辦些,在國際空間站,連排放的廢氣、宇航員的汗液甚至尿液經過處理后,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。
科學家設想,在航天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,這些水在航天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,這樣航天員大部分時間都可以呆在被水和食品環繞的區域。
然而,航天員的心理狀態和新鮮食物的供給等難題也還有待攻克。
登陸火星,看來真不太容易。