登陆火星前先在太空种辣椒?解决温饱后还需迈过“三座大山”

灵宝新闻网 田舒斌 2019-08-29 04:54:56
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  登陆火星前先在太空种辣椒? 解决温饱后还需迈过“三座大山”

  本报记者 付毅飞

  日前,国家航天局对外发布我国首次火星探测任务科学目标先期研究团队招募公告。据悉,此次计划将于2020年实现火星环绕、着陆和巡视,对火星开展全球性、综合性的环绕探测。

  相较于我国稳扎稳打的火星探测计划,美国人似乎很着急,已经开始研究在太空中种辣椒,以保障宇航员在飞向火星路途中的营养。毕竟,美国国家航空航天局(NASA)的原定计划,是在本世纪30年代将宇航员送上火星,而这是一段长达半年之久的漫长旅途。

 

  然而,在太空种辣椒并非火星探险者们面临的最大问题。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩向科技日报记者介绍,登陆火星任务分为发射、巡航、下降和着陆、表面操作几个阶段。即使是无人探测器,想要登陆火星也是困难重重,再带上宇航员,难度将倍增。

  毕竟,人类连30万公里远的月球都迟迟未能重返,登陆火星的难度可想而知。

  飞向火星 超远距离带来大困扰

  火星距离地球最近时超过5000万公里,最远约4亿公里,是地月距离的上千倍。这样的距离带来了一系列麻烦。

  第一个问题是通信。庞之浩介绍,无线电信号在火星与地球间往返一次,延时最长可达40分钟。信号衰减也很严重,其强度仅为从月球发回信号的百万分之一。

  因此,对于飞船变轨、近火制动等精度要求极高的操作来说,等待地面指令无疑是行不通的。而要由飞行器独立完成这些操作,就要求它具有很强的自主能力。

  由距离造成的另一个问题是飞行时间。基于现有技术,飞行器从地球飞到火星需要8个月。种植蔬菜可以满足宇航员的口味和营养需求,但长期失重环境以及空间辐射对人体健康造成的影响,科学家们还在苦苦寻找对策。

  除了健康问题,宇航员还将面临心理上的挑战。试想,6个人在狭小的舱内关8个月,每天漂在一起面面相觑,还要不时经历难以预知的风险,那滋味简直比坐牢还难受。虽然许多国家开展过各种试验,模拟火星飞行、登陆过程,但地面演习毕竟无法跟太空实践相提并论。

  最直接有效的解决办法是缩短这段旅程,但这需要宇航运载工具迎来变革。庞之浩介绍,美国与俄罗斯正在联合研制核动力火箭,能将火星旅行时间缩短到2个月。但该方案不仅存在众多技术难题,还有一个严重的副作用——核动力产生的辐射,相当于让宇航员每天拍8次X光片。与核动力相匹配的防辐射措施问题,目前尚待攻克。

  另外,拥有四分之一华人血统的美国前宇航员张福林,其成立的公司正在设计一款“可变比冲磁等离子体火箭”。这种核电火箭据说仅需1个月就能飞到火星,但相关技术还处于研究阶段,距离工程应用遥遥无期。

  降落着陆 “恐怖7分钟”考验科技力量

  所以目前看来,宇航员还需先熬过8个月的“磨炼”,才能看到火星。当飞船精准完成近火制动后,他们将迎来火星旅程中最凶险的阶段——降落着陆。

  庞之浩说,进入火星大气时,探测器能接收到的遥测信号十分微弱;当它运行到火星背面时,地球上又无法准确获取其轨道参数。再加上通信延时的影响,火星着陆过程完全需要探测器自主完成。这一阶段,探测器的防热措施是否可靠,各种着陆相关设备能否按程序工作都至关重要。整个过程被称为“恐怖7分钟”,许多探测器都在此功亏一篑。