马斯克火星梦迈出第一步,载人登陆火星还得看中国!

2023年04月21日23:39:17 科学 1382

当地时间4月20日,美国太空探索技术公司在美国得克萨斯州进行第二次“星舰”(starship)重型运载火箭的无人飞行测试。火箭在发射升空3分钟后,发生非计划内的解体,继而发生爆炸被迫中止任务。

spacex首席执行官埃隆·马斯克(elon musk)在推特上说:“祝贺spacex团队开展了一次激动人心的发射测试。”“(我们)吸取了很多经验,为未来几个月的测试做好了准备。”

“星舰计划”, 承载马斯克的火星梦

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spacex“星舰”系统顺利升空。

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“星舰”升空不久后爆炸。

马斯克认为,一场自然或人为的灾难都很可能将带来文明的终结,因此人类需要成为“多行星”物种,能在需要时搬迁到另一个星球,而火星是目前唯一现实的选择。

从spacex成立开始,它的太空探索计划就非常清晰。其发展路线主要分为四大步骤:1.实现火箭成功发射与回收,降低航天运输成本;2.攻克载人飞船安全性难题;3.实现载人绕月飞行;4. 最终带领人类实现殖民火星,让人类成为跨星系物种。

目前,spacex的第一个目标已经基本完成。spacex于2005年开始研发“猎鹰9号”火箭,相较于只能使用一次的传统火箭,“猎鹰9号”的第一级火箭能够在将负载送入轨道后返回地球并被重复使用。2015年底,“猎鹰9号”首次成功实现一级火箭回收,标志着spacex火箭回收技术的成熟。此后spacex又相继开发出“猎鹰”重型运载火箭、配套货物运输和载人航天器“龙飞船”等。

在对猎鹰火箭系列进行研发和回收的同时,spacex的星舰计划也开始启动。

2012年,spacex也开始研发大型火星移民运输船,最开始命名为火星移民运输船(mct)。2016年9月,马斯克正式宣布spacex殖民火星目标, mct更名为太阳系行星间的运输系统its,概念为一款直径12米的大型运输火箭。2017年7月, its更名为大猎鹰火箭bfr,并于2018年3月开始制造bfr的原型火箭。2018年11月,大猎鹰火箭bfr才正式更名为星舰飞船(starship)。

马斯克曾表示,未来计划打造至少1000艘星舰,先运送物资和设备到火星表面,然后运送人类到火星上建立一个自给自足的城市。他的愿景是希望能在本世纪内建造拥有100万人口的火星城市,并实现地球和火星之间的定期往返交通。其中,人类到达火星的时间不早于2025年。

专家:实现火星移民梦想还有许多困难要克服

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火星体积远小于地球。

《航空知识》杂志主编 王亚男表示:“人类钟情于火星的热情可能已经超过200年了。过去钟情于火星,可能出于宗教、神话或者没有科学依据的期盼。但是现在,如果有一天地球的环境不再宜居,那么人类是否有能力在地球之外找到第二处可以作为家园的基地,而火星就是我们现在科技水平能够触到最有可能接近第二家园的星球。”

空间技术专家、航天科普专家张传军介绍称,从地球到月球的距离是38万公里,以正常的火箭飞行速度,要5天5夜才能到达,要飞行到火星上去,则有4亿公里要走,一般需要半年的时间。如果再返回地球,来回则要接近1年的时间。那么这段时间里,人们怎么吃饭、怎么呼吸、能不能一直活着到达火星,能不能在航天器中造出一个这样的环境,这其实是非常难却非常伟大的一项事业。另外,怎么精准落在火星上,上面的环境能不能克服,这里面都需要颠覆性的创新技术,且每一步难度都非常大。一个细节不到位,就会影响最终结果。即使解决了这次发射失败的问题,也可能还会出现新的问题。技术验证就是一个不断找出问题、研究问题、解决问题,一步步前进的过程。尽管这次发射失败了,但相信从中吸取经验,下一次的发射成功率应该会高于这次。

说实话,火星并不适合人类移民,首先是火星太小了,人类要星际移民就是为了寻找更广阔的生存空间,火星直径约是地球的一半,体积为15%,这幺小的一个星球并不适合人类最佳的移民地。其次是火星的环境太恶劣了,火星没有液态水,也没有磁场,另外火星只有一点点的大气层,对人类来说也只是一种心理安慰。

想要移民火星,需要先对火星进行改造,火星的磁场几乎处于消失的状态,这也让火星失去了“天然保护伞”,无法阻挡太阳风暴和太空辐射,所以,人类需要先恢复火星磁场,然而这对于现阶段的人类来说,是很难做到的。

假设未来宇航员登陆了火星,想要长期在火星生活下去,必须建造一个小型模拟地球的生态圈,这样生态圈即便是在地球上,以现在的人类技术都造不出来,就更别提在火星那种更加残酷的环境下建造了。而且火星上的环境复杂,也没有磁场,要是在改造火星的过程中要是碰上了超强的太阳风暴,瞬间就会给火星上的工作人员造成毁灭性的打击。

目前单就是派遣部分工作人员在火星长期生活下来,都已经是难度几乎无法完成的事情,更不用说改造火星了。想要把火星改造成第二个地球,最起码需要通过人力让火星具备磁场,拥有稳定的大气层,并让火星能够恢复液态水的存在。但这一系列工程随便拿出一项来人类或许就需要奋斗数百年,不仅需要天文数字般的资金,还需要无数科学家日以继夜的投入。

所以,对人类来说,想把火星变成地球的副本,是一个时间跨度按照世纪来计算的超大型工程。

中国计划2033年启动载人登陆火星计划

中国运载火箭技术研究院(中国航天一院)院长王小军,在参加2021年全球航天探索大会上表示,中国计划在2033年启动首次载人火星探测计划,之后,中国计划在火星上建立永久性的居住基地,同时,后续也会进行火星资源的开发。

如果首次载人火星探测计划一切顺利,那么,从2033年开始,中国将计划每隔2年的时间,就进行一次载人火星探测计划,这也意味着,属于中国人的“火星城市”,距离我们已经不再遥远了!

2020年7月份,中国进行了首次火星探测任务,在众人的瞩目之下,“天问一号”成功发射,并且在2021年2月份抵达火星,于2021年5月份“祝融号”火星车成功着陆,并且进入到探测工作阶段。

这些都是中国在火星探测方面取得的巨大进步,这也让我国成为了世界上第一个,火星探测器一次完成“绕落巡”三步的国家。

2022年10月,探月工程总师吴伟仁在接受采访时公布了我国航天强国的建设目标,将分为两个阶段,时间点分别是2035年及2045年,2035年迈入航天强国前列,到2045年全面建成航天强国。全面建成航天强国目标包括:在载人登陆火星工程、国际月球科研站、行星际穿越、天地往返运输等方面取得标志性成果。

那么,中国载人火星探测计划又该如何进行呢?根据资料显示,同样是三步走来完成。

第一步是机器人探索阶段。主要任务包括:火星采样返回、火星基地选址考察、就地资源利用体系建设等。这一阶段也可以说是载人登陆火星的技术准备阶段。

第二步是载人登陆阶段,也是初始阶段。主要任务包括:载人飞船绕火星飞行、载人飞船登陆火星、建设火星科研基地。

第三步是飞行操作和火星开发。主要任务包括:建设地面消防运输舰队、开通地面消防运输定期航班、火星大规模开发和资源应用等。

王小军还给出了载人火星探测的暂定出发时间,分别是:2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等,虽然他没有具体说明这些年的具体项目,但根据计划,12多年后,2033年很可能是我国首次载人登陆火星的出发年。这个时间离现在并不太远。

我们的未来是星辰大海!

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