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    社會新聞
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    人類真有可能在2030年實現登陸火星的夢想嗎?

    類別:社會新聞發布人:聯迪發布時間:2017-03-27

    眾所周知,美國總統特朗普日前正式簽署一項法案,批準美國航天局(以下簡稱“NASA”)2017財年195億美元的預算方案,并要求其研究2033年送人去火星的可行性。

    應該說,特朗普所簽署的這一法案是自1969年美國阿波羅11號成功登陸月球48年后,美國加速推進其太空戰略的重要一步。下面,讓我們不妨借此機會簡單分析一下美國政府和各大企業所展開的“火星戰略”是否有現實意義以及它們各自能在什么時候成為現實。

    美國政府全程助力

    據悉,特朗普簽署的最新法案確認將支持國際空間站工作到至少2024年,以及繼續支持發展美國商業貨運與載人航天,從而結束美國對俄羅斯載人航天的依賴。法案提出美國航天局的長期目標是“拓展人類在近地軌道之外的永久存在”,包括“在另一個天體上建立潛在的人類棲息地”及發展“繁榮的21世紀太空經濟”。

    更為重要的是,該法案要求美國航天局制定一份路線圖,以便在21世紀30年代實施抵達“火星附近或火星表面”的載人任務。

    目前,美國參議院和眾議院罕見地全票通過此次法案,這意味著人類有望在本世紀30年代實現載人登陸火星表面的目標。其中,這項法案突出了“獵戶”深太空飛船的重要性。目前該飛船仍在研制之中,旨在攜載人類進入太空,其攜載人數將超過任何太空飛船。

    可以肯定的是,美國計劃于2030年前后實施的載人登陸火星任務無論是對于美國政府還是NASA來說都堪稱“重中之重”,為載人火星計劃挑選的宇航員甚至最早將于今年夏天開始執行訓練任務。不過,在載人登陸火星之前,正在研制的重型運載火箭“太空發射系統”(SLS)和“獵戶座”飛船則是非常重要的一環。

    NASA時間表

    SLS火箭和“獵戶座”飛船計劃于2018年末從肯尼迪航天中心首次發射升空,SLS的首秀計劃搭載13顆立方體衛星作為次要載荷,用于深空探測研究。另外,“洞察號”火星登陸車已獲準于2018年發射,核動力火星車“火星2020”(NASA火星探測計劃的一部分)的最后設計方案和建造也已獲得批準。

    事實上,NASA早在2015年10月就公布了一份名為《美國航天局的火星之旅:開拓太空探索下一步》人類登陸火星詳細計劃,這份長達36頁的報告把登陸火星主要分成三個階段實施。

    當前,NASA的第一階段工作已經展開,包括關于人類健康和行為的測試和實驗、類似種植食物和循環利用水的生命支持系統以及在國際空間站里進行3D打印等工作。

    第二階段名為“試驗場”,預計將在2018年啟動,包括發射新的太空飛船“奧賴恩”,以及史上威力最強的運載火箭“太空發射系統”。

    第三階段包括在火星表面和運輸飛船中生活和工作,這種飛船僅需常規維護,能夠從火星獲得制造燃料、氧氣和建筑材料的資源,并在數年內支持人類生活。

    各大企業野心

    1. SpaceX

    在去年9月于墨西哥舉辦的國際宇航大會(IAC)上,有“鋼鐵俠”之稱的科學狂人埃隆-馬斯克(Elon Musk)公布了自己的“火星殖民計劃”(“Mars colonization plan”),他將通過飛船把人類送上火星,最早在2025年就能實現這一目標。

    馬斯克透露,第一艘用于運送人類的宇宙飛船直徑為17米,可能將被命名為“善良之心”,這也是著名小說《銀河系漫游指南》中飛船的名字。它能夠在80天內將100人送至火星。而在更遠的未來,經過系統優化這一時間有望縮短至30天。根據馬斯克的演示,這艘太空船將通過火箭助推器推送上天,推進過程大約為20分鐘。之后,火箭助推器將會和飛船分離,火箭助推器會重新回到陸地的發射架,而飛船會繼續航行到達軌道。一旦飛船到達火星之后,將緩緩地降落在火星表面。

    與此同時,SpaceX已經在火星上選定了幾個可能在未來供人類建立居住地的地點。該公司還與NASA合作確定“紅龍號太空船”(Red Dragon spacecraft)及未來載人任務在火星上的可能登陸地點,紅龍號太空船將為SpaceX公司提出的“行星際運輸系統”承擔開路先鋒的任務。

    同年9月,馬斯克在Twitter上發布了SpaceX正在研制的新一代液氧甲烷火箭發動機“猛禽”(Raptor)的試車照片。猛禽發動機將被應用在Space X載人火星任務的火箭上。與Space X公司此前推出的商用火箭“獵鷹9號”相比,“猛禽”的動力要高出2倍。他表示,這可能幫助人類在將來的某一天在火星建立起根據地。

    2.洛克希德-馬丁公司

    美國軍工巨頭洛克希德-馬丁公司去年首度公開了一個有關“火星大本營”的提案。這個大本營是一個重達120噸的火星空間站,主要由兩個獵戶座載人倉和兩個生存模組或者實驗室構成。洛克希德的代表表示,火星大本營是一個合作項目,將聯合NASA和它的合作伙伴還有一些私有企業共同完成。

    這個空間站將允許最多6個航天員在內部執行一年或更久的在軌任務,在執行任務期間,航天員將操縱位于火星表面的機器人在火星表面的塵土中尋找生命的跡象。在其它眾多的任務中,他們還將到訪火星的兩個衛星。

    洛克希德的代表表示,可以想象“火星大本營”最早在2028年建設完成,該空間站也會成為其它各種任務的中轉站。在第一次環繞火星飛行任務完成后不久,其它乘員將向火星表面進發。不過到目前為止,公司還沒有對火星表面的任務計劃進行更詳細的討論。

    3.“火星一號”(Mars One)

    荷蘭非營利組織“火星一號”創始人是巴斯-朗斯多普(Bas Lansdorp),該公司表示他們將從網絡報名的志愿者中海選出兩男兩女四名地球人。經過培訓之后,他們將在2023年左右搭乘載人宇宙飛船前往火星,成為這顆“紅色星球”的第一批地球移民。

    作為計劃實施的第一步,“火星一號”于2013年3月與美國百諾肯太空發展公司簽約,由后者為“火星一號”開發生命支持系統和宇航員穿著的宇航服。同年,“火星一號”正式與洛克希德馬丁公司、英國薩里衛星技術有限公司(SSTL)展開合作,委托他們設計火星探測器和一個通訊衛星,但不包括生產制造。其中,洛克希德馬丁公司將設計機器人著陸器,SSTL公司將設計通訊衛星,用于視頻、數據的傳輸。

    自從該公司移民火星的計劃招募志愿者以來,全球已經有8萬多人報名,其中中國就有1萬多人報名。但該項目負責人在接受采訪時似乎已經開始對計劃的實施打退堂鼓,認為這個項目的復雜性遠遠超出了他們的想象,2023年恐怕難以成行。而有記者前往荷蘭調查時發現,該項目總部竟然設在荷蘭一處出租屋中,這也讓不少中國的報名者大失所望。

    其他企業態度

    維珍集團創始人、億萬富翁理查德-布蘭森(Richard Branson)計劃用私人航天器將普通人(不只是宇航員)送入亞軌道。盡管維珍集團目前尚未將目標瞄準火星,但這樣的服務有朝一日的確可以幫助普通人登陸火星。

    事實上,今年75歲的著名物理學家和宇宙學家斯蒂芬-霍金教授近日就表示,自己已經計劃搭乘維珍銀河公司航天器飛往太空。

    與此同時,美國公司阿斯特拉火箭公司(Ad Astra Rocket Company)正在開發Vasmir電動推進發動機,這種發動機可能在未來為飛向火星的飛船提供動力。

    美國航空航天公司SpaceWorks提議讓宇航員進入深睡狀態(類似冬眠狀態),旨在節約食物、供給等資源,減少與失重相關的健康問題,例如骨密度降低。科幻電影愛好者對此應該并不陌生,《星際穿越》和《2001太空漫游》都有類似的宇航員休眠情節,這應該是一種現實且可行的人類太空旅行方式。

    挑戰依舊巨大

    雖然目前各家的“登陸火星”計劃都取得了進展,但包括NASA在內的任何一家企業也都承認登陸火星面臨許多挑戰,其中最重要的挑戰是在長達1100天的長期任務(往返火星的預計時間)中,確保人員安全。這主要是因為前往火星的宇航員會長期處于高輻射環境下,可能面臨癌癥、骨質疏松、免疫問題等風險。

    雖然挑戰重重,但NASA認為這些問題都可以解決,推動登陸火星計劃的決心依然堅定。

    有消息稱,NASA計劃首批抵達火星的宇航員中一半是女性宇航員。其中,此前已經在NASA休斯頓訓練基地接受過培訓的尼科爾-奧娜普-曼恩(Nicole Aunapu Mann)、安妮-麥克萊恩(Anne McClain)、杰西卡-邁爾(Jessica Meir)和克里斯蒂娜-哈莫克-科赫(Christina Hammock Koch)這4位女宇航員有望未來踏入火星之旅,成為太空探索史上第一批登上火星的女性。

    但無論最終的結果如何,NASA和全球多家企業耗費數百億美元的努力我們恐怕都需要等到15年后才能看到結果。

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