新浪科技訊 北京時(shí)間9月10日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,如果要在太陽系內(nèi)進(jìn)行一次行星際旅行,考慮到天氣、地表?xiàng)l件等問題,我們的可選項(xiàng)其實(shí)并不多。金星太熱,早在我們到達(dá)其地表之前,就已經(jīng)化為灰燼了。冥王星則又太冷,最冷可達(dá)零下240攝氏度。而海王星、天王星、土星和木星又主要由有毒氣體構(gòu)成,就算氣體下方有固體地表,這些氣體也足以致我們于死地,更別提這些行星上的風(fēng)暴了。
除地球之外,火星是唯一一顆位于太陽系宜居帶中的行星。在過去大半個(gè)世紀(jì)里,人類成功登上了月球,向冥王星送去了探測器,甚至有探測器成功飛出了太陽系邊緣。已有好幾架探測器在火星表面成功登陸,包括NASA的毅力號、中國的祝融號等等,它們在火星表面四處游蕩,拍攝照片、收集數(shù)據(jù),然后傳回地球。
那么,人類為何至今仍未親自飛往火星呢?
據(jù)NASA解釋,要想在火星上開展載人任務(wù),還有許多障礙需要攻克,比如技術(shù)創(chuàng)新、進(jìn)一步了解人體、以及如何適應(yīng)另一顆行星上的生活等等。
NASA約翰遜太空中心人類火星建筑團(tuán)隊(duì)帶頭人米歇爾·盧克、以及NASA空間技術(shù)任務(wù)理事會(huì)首席工程師杰弗里·希伊指出,這些障礙主要可分為幾大類:如何到達(dá),如何登陸,如何生存,以及如何離開。
漫長的旅途
“第一大障礙是距離?!北R克指出?;鹦窃诮攸c(diǎn)距地球約5500萬公里,但地球與火星之間的距離并不會(huì)一成不變。地球與火星按照不同的半徑和速度圍繞太陽旋轉(zhuǎn),因此在兩者之間往返的時(shí)機(jī)有好壞之分,更何況我們不僅想盡快飛到火星,還想盡快飛回來。
“開往火星的‘列車’每隔26個(gè)月發(fā)出一班?!毕R林赋?,上一次最佳窗口期為2020年7月,那大概是行星際航行史上最繁忙的一段時(shí)間了,短短兩周之內(nèi),竟有三個(gè)無人火星任務(wù)發(fā)射升空。
不過,每次窗口期都可能有所不同。希伊指出,除了26個(gè)月的窗口期之外,還有一個(gè)為期約15年的循環(huán),在此期間的窗口期條件會(huì)更加有利。但希伊指出,如果我們想讓宇宙飛船在最佳時(shí)機(jī)登陸火星,按照這一目標(biāo)設(shè)計(jì)出的宇宙飛船并不一定符合我們在其它年份內(nèi)的發(fā)射需求。如果將全部注意力都放在于最佳窗口期內(nèi)登陸火星上,就意味著我們每隔15年才有一次機(jī)會(huì),造出的飛船用處也相當(dāng)有限。
人類自身的問題
除了技術(shù)之外,我們還需要搞清楚,人類這種習(xí)慣于地球大氣和引力的生物要想在宇宙飛船上連續(xù)生存數(shù)月、該如何應(yīng)對低引力和密閉空間等問題。
科學(xué)家研究這一問題已經(jīng)有一段時(shí)間了,比如分析駐扎在國際空間站的宇航員們是如何應(yīng)對孤獨(dú)感和低引力環(huán)境、回到地球后又是如何應(yīng)對的。幾次登月項(xiàng)目也幫助我們對宇航員如何應(yīng)對低引力環(huán)境產(chǎn)生了一定了解。
此外,像NASA的CHAPEA(一個(gè)為期一年的火星生存模擬項(xiàng)目)這樣的項(xiàng)目也能幫助科學(xué)家了解,當(dāng)一小群人在一起生活了很長一段時(shí)間后,可能會(huì)發(fā)生什么樣的問題。其它正在南極開展的項(xiàng)目也能讓我們對可能發(fā)生的情況有所預(yù)期。這類問題可以幫助我們判斷,要想在火星上開展一些基礎(chǔ)任務(wù),究竟需要花費(fèi)多長時(shí)間、以及需要派遣多少人手。
還有一個(gè)問題是,如果長時(shí)間生活在狹小的密閉空間中、并且缺少與外界的聯(lián)絡(luò),人類會(huì)產(chǎn)生何種反應(yīng)。“如果吃膩了帶去的食物,他們可沒法點(diǎn)外賣換換口味?!北R克指出。
不過,NASA的阿爾忒彌斯計(jì)劃也許能幫助我們應(yīng)對一些意想不到的挑戰(zhàn)。該計(jì)劃的目標(biāo)是,讓生活在月球上的人口數(shù)量維持可持續(xù)的水平。許多在月球上日常生活所需的技術(shù)、以及月球環(huán)境條件對人類造成的影響,都可以在未來的火星計(jì)劃中發(fā)揮作用。
登陸
到達(dá)火星軌道只是完成了任務(wù)的一半,在火星表面安全著陸也是一大挑戰(zhàn)。據(jù)希伊介紹,NASA正在研發(fā)一款充氣式減速器,作用類似于降落傘,可以在登陸裝置穿過大氣層的過程中起到保護(hù)和減速作用。要想真正著陸,飛船還需要用到一套類似超音速反推器的裝置,可以抵消降落時(shí)的巨大推力,使飛船可以安全地落到地面上。
希伊指出,為攻克研發(fā)過程中的技術(shù)挑戰(zhàn),NASA計(jì)劃先向地球軌道發(fā)射一套這樣的系統(tǒng),再讓它落回地球表面,觀察其性能如何。
成功登陸火星表面后,還可能遭遇另一重障礙——沙塵暴。月球上的沙塵對宇航員就是個(gè)大麻煩,由于沒有風(fēng)或者其它外力打磨沙塵顆粒,這些塵土十分銳利,會(huì)在宇航服上磨來擦去。它們幾乎無處不在,還會(huì)對宇航員的眼部造成刺激。
由于火星上有外力可以侵蝕沙塵顆粒,火星上的沙塵也許不像月球上那么銳利,但沙塵暴的規(guī)模有時(shí)十分龐大。例如2018年,機(jī)遇號火星車在遭遇了一次沙塵暴之后便“下線”了。盧克指出,研究人員對火星沙塵暴已經(jīng)有了不少了解,但還不確定與之前觀察到的相比、會(huì)不會(huì)還有更猛烈的沙塵暴。
除了給宇航員或設(shè)備帶來風(fēng)險(xiǎn)之外,沙塵暴卷起的塵土還可能遮蔽陽光,導(dǎo)致靠太陽能運(yùn)行的設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)無法正常工作。
火星上的設(shè)備也是一大問題。希伊指出,在開展載人任務(wù)之前,也許要事先單獨(dú)送一批設(shè)備過去才行。
“那些設(shè)備必須先行到達(dá)、并且通過檢查,我們才能考慮送宇航員過去?!?/p>
另一大障礙是宇宙飛船。據(jù)希伊和盧克估計(jì),這艘宇宙飛船至少要有一個(gè)足球場那么長才行,具體取決于采用何種推進(jìn)技術(shù)、以及送去多少人??傮w積也許比國際空間站稍小一點(diǎn),也可能比國際空間站大得多。
希伊和盧克都認(rèn)為,我們也許能在本世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)火星登陸。下一次“火星載人往返游”的最佳窗口期在2033年,只是不知道那時(shí)的政局、預(yù)算和技術(shù)是否能做好準(zhǔn)備。但在此之前,我們每天都在不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)。
“我們已經(jīng)為前往火星做了大量鋪墊工作?!北R克指出。
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