馬斯克火星夢邁出第一步,載人登陸火星還得看中國!

2023年04月21日23:39:17 科學 1382

當地時間4月20日,美國太空探索技術公司在美國得克薩斯州進行第二次「星艦」(starship)重型運載火箭的無人飛行測試。火箭在發射升空3分鐘後,發生非計劃內的解體,繼而發生爆炸被迫中止任務。

spacex首席執行官埃隆·馬斯克(elon musk)在推特上說:「祝賀spacex團隊開展了一次激動人心的發射測試。」「(我們)吸取了很多經驗,為未來幾個月的測試做好了準備。」

「星艦計劃」, 承載馬斯克的火星夢

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spacex「星艦」系統順利升空。

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「星艦」升空不久後爆炸。

馬斯克認為,一場自然或人為的災難都很可能將帶來文明的終結,因此人類需要成為「多行星」物種,能在需要時搬遷到另一個星球,而火星是目前唯一現實的選擇。

從spacex成立開始,它的太空探索計劃就非常清晰。其發展路線主要分為四大步驟:1.實現火箭成功發射與回收,降低航天運輸成本;2.攻克載人飛船安全性難題;3.實現載人繞月飛行;4. 最終帶領人類實現殖民火星,讓人類成為跨星系物種。

目前,spacex的第一個目標已經基本完成。spacex於2005年開始研發「獵鷹9號」火箭,相較於只能使用一次的傳統火箭,「獵鷹9號」的第一級火箭能夠在將負載送入軌道後返回地球並被重複使用。2015年底,「獵鷹9號」首次成功實現一級火箭回收,標誌著spacex火箭回收技術的成熟。此後spacex又相繼開發出「獵鷹」重型運載火箭、配套貨物運輸和載人航天器「龍飛船」等。

在對獵鷹火箭系列進行研發和回收的同時,spacex的星艦計劃也開始啟動。

2012年,spacex也開始研發大型火星移民運輸船,最開始命名為火星移民運輸船(mct)。2016年9月,馬斯克正式宣布spacex殖民火星目標, mct更名為太陽系行星間的運輸系統its,概念為一款直徑12米的大型運輸火箭。2017年7月, its更名為大獵鷹火箭bfr,並於2018年3月開始製造bfr的原型火箭。2018年11月,大獵鷹火箭bfr才正式更名為星艦飛船(starship)。

馬斯克曾表示,未來計劃打造至少1000艘星艦,先運送物資和設備到火星表面,然後運送人類到火星上建立一個自給自足的城市。他的願景是希望能在本世紀內建造擁有100萬人口的火星城市,並實現地球和火星之間的定期往返交通。其中,人類到達火星的時間不早於2025年。

專家:實現火星移民夢想還有許多困難要克服

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火星體積遠小於地球。

《航空知識》雜誌主編 王亞男表示:「人類鍾情於火星的熱情可能已經超過200年了。過去鍾情於火星,可能出於宗教、神話或者沒有科學依據的期盼。但是現在,如果有一天地球的環境不再宜居,那麼人類是否有能力在地球之外找到第二處可以作為家園的基地,而火星就是我們現在科技水平能夠觸到最有可能接近第二家園的星球。」

空間技術專家、航天科普專家張傳軍介紹稱,從地球到月球的距離是38萬公里,以正常的火箭飛行速度,要5天5夜才能到達,要飛行到火星上去,則有4億公里要走,一般需要半年的時間。如果再返回地球,來回則要接近1年的時間。那麼這段時間裡,人們怎麼吃飯、怎麼呼吸、能不能一直活著到達火星,能不能在航天器中造出一個這樣的環境,這其實是非常難卻非常偉大的一項事業。另外,怎麼精準落在火星上,上面的環境能不能克服,這裡面都需要顛覆性的創新技術,且每一步難度都非常大。一個細節不到位,就會影響最終結果。即使解決了這次發射失敗的問題,也可能還會出現新的問題。技術驗證就是一個不斷找出問題、研究問題、解決問題,一步步前進的過程。儘管這次發射失敗了,但相信從中吸取經驗,下一次的發射成功率應該會高於這次。

說實話,火星並不適合人類移民,首先是火星太小了,人類要星際移民就是為了尋找更廣闊的生存空間,火星直徑約是地球的一半,體積為15%,這麼小的一個星球並不適合人類最佳的移民地。其次是火星的環境太惡劣了,火星沒有液態水,也沒有磁場,另外火星只有一點點的大氣層,對人類來說也只是一種心理安慰。

想要移民火星,需要先對火星進行改造,火星的磁場幾乎處於消失的狀態,這也讓火星失去了「天然保護傘」,無法阻擋太陽風暴和太空輻射,所以,人類需要先恢復火星磁場,然而這對於現階段的人類來說,是很難做到的。

假設未來宇航員登陸了火星,想要長期在火星生活下去,必須建造一個小型模擬地球的生態圈,這樣生態圈即便是在地球上,以現在的人類技術都造不出來,就更別提在火星那種更加殘酷的環境下建造了。而且火星上的環境複雜,也沒有磁場,要是在改造火星的過程中要是碰上了超強的太陽風暴,瞬間就會給火星上的工作人員造成毀滅性的打擊。

目前單就是派遣部分工作人員在火星長期生活下來,都已經是難度幾乎無法完成的事情,更不用說改造火星了。想要把火星改造成第二個地球,最起碼需要通過人力讓火星具備磁場,擁有穩定的大氣層,並讓火星能夠恢復液態水的存在。但這一系列工程隨便拿出一項來人類或許就需要奮鬥數百年,不僅需要天文數字般的資金,還需要無數科學家日以繼夜的投入。

所以,對人類來說,想把火星變成地球的副本,是一個時間跨度按照世紀來計算的超大型工程。

中國計劃2033年啟動載人登陸火星計劃

中國運載火箭技術研究院(中國航天一院)院長王小軍,在參加2021年全球航天探索大會上表示,中國計劃在2033年啟動首次載人火星探測計劃,之後,中國計劃在火星上建立永久性的居住基地,同時,後續也會進行火星資源的開發。

如果首次載人火星探測計劃一切順利,那麼,從2033年開始,中國將計劃每隔2年的時間,就進行一次載人火星探測計劃,這也意味著,屬於中國人的「火星城市」,距離我們已經不再遙遠了!

2020年7月份,中國進行了首次火星探測任務,在眾人的矚目之下,「天問一號」成功發射,並且在2021年2月份抵達火星,於2021年5月份「祝融號」火星車成功著陸,並且進入到探測工作階段。

這些都是中國在火星探測方面取得的巨大進步,這也讓我國成為了世界上第一個,火星探測器一次完成「繞落巡」三步的國家。

2022年10月,探月工程總師吳偉仁在接受採訪時公布了我國航天強國的建設目標,將分為兩個階段,時間點分別是2035年及2045年,2035年邁入航天強國前列,到2045年全面建成航天強國。全面建成航天強國目標包括:在載人登陸火星工程、國際月球科研站、行星際穿越、天地往返運輸等方面取得標誌性成果。

那麼,中國載人火星探測計劃又該如何進行呢?根據資料顯示,同樣是三步走來完成。

第一步是機器人探索階段。主要任務包括:火星採樣返回、火星基地選址考察、就地資源利用體系建設等。這一階段也可以說是載人登陸火星的技術準備階段。

第二步是載人登陸階段,也是初始階段。主要任務包括:載人飛船繞火星飛行、載人飛船登陸火星、建設火星科研基地。

第三步是飛行操作和火星開發。主要任務包括:建設地面消防運輸艦隊、開通地面消防運輸定期航班、火星大規模開發和資源應用等。

王小軍還給出了載人火星探測的暫定出發時間,分別是:2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等,雖然他沒有具體說明這些年的具體項目,但根據計劃,12多年後,2033年很可能是我國首次載人登陸火星的出發年。這個時間離現在並不太遠。

我們的未來是星辰大海!

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