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火星见:改变世界的新科技

时间:2023-08-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:太阳系中,金星和火星是离地球最近的两颗大行星。中国在2016年1月正式启动了火星探测计划,将于2020年前后发射火星探测器。马斯克提出的新目标是在2022年完成第一次火星货运任务。接下来在2024年,向火星发射2艘载人飞船和2艘货运飞船。美国“好奇号”火星漫游车十年后,或许我们就可以火星见。

火星见:改变世界的新科技

英国著名物理学家斯蒂芬·霍金认为,地球上的生命被灾难毁灭的风险越来越大,包括小行星撞击、突发的核战争、基因工程病毒、人口过多和气候变化等。

他警告说,人类如果想要生存下去,就必须在100年内逃离地球。他声称,人类能够在地球上生存的时间所剩无几,我们必须去其他地方探寻自己的未来。

他还提出一个重大的疑问:人工智能最终会帮助人类,还是可以想象它会毁灭人类。

这些言论和观点,大概是科学家探测太空其他星球是否适合人类居住的主要原因吧。

太阳系中,金星和火星是离地球最近的两颗大行星。而火星在各方面条件都非常接近地球,各国航天机构也都将其作为重点探测对象。中国在2016年1月正式启动了火星探测计划,将于2020年前后发射火星探测器。

人类在火星上有可能生存吗?中国科学院国家天文台科学传播中心主任、研究员郑永春向记者介绍说:“火星上有山,有水,有峡谷,有大气,有微弱的磁场;火星上有土壤,有岩石,有沙尘暴,甚至地下还有丰富的矿产资源;火星的两极,也有冰冻的白色冰原。这一切,与地球是那么的相似。”而金星上的环境并不如它的名字那么美好,其实是一个地狱般的星球:火山爆发、高温、高压,浓密的大气,有毒的降雨。这是一个不可能有生命的星球。

随着火星探测的开展,越来越多的科学家认为,如果人类大规模移居,火星可能是最适合改造的行星。“一旦在地球上面临难以抵御的重大灾难和危机,人类就可以移居火星,在那里开拓新的家园。”

人类未来移居火星想象图

特别是随着航天技术以及相关科技领域近年来取得的巨大突破,以及人们对火星的了解程度越来越高,这一本来似乎不切实际的想法,正在变得越来越可想象和触摸。

要从地球离开,安全到达火星上面存活下来,需要那些步骤呢?郑永春认为,有几个关键步骤必不可少:火箭飞船、登陆方式。(www.xing528.com)

火箭是离开地球表面的第一步,被看作是航天的基石。2018年2月,由马斯克的spaceX发射的猎鹰重型火箭,是非常强大的运载火箭,它塔载一辆红色特斯拉跑车进入了环绕太阳的轨道。“猎鹰重型火箭一级可以回收后重复使用,星际运输成本更低。在此基础上,有望打造一条从地球往返火星的廉价航线。”马斯克新介绍的BFR重型火箭,运载能力是猎鹰的5倍,而且是一种可完全重复使用的运载火箭,在不经过轨道燃料加注的情况下,预期可以将150吨的有效载荷送入近地轨道。

“黑色七分钟”是历史上许多航天器最终未能成功登陆火星的原因。郑永春解释,穿过火星稀薄的大气层是登陆火星的最后一步,这个过程在地球上难以实施现场指挥,只能靠航天器自主操作,失败风险极高。

“迄今为止,全世界只有美国的航天器成功登陆过火星。未来要想实现载人登陆火星,如何平安度过这七分钟,可以说是重中之重。航天员、登陆舱和物资设备重量更大,降落伞难以起到有效的减速作用,除太空起重机,还需要研发更先进的火箭反推和自主控制技术,才能实现有效的平稳减速,安全降落到火星上面。”

SpaceX的全新BFR飞船似乎已准备好了解决方案。BFR飞船长约48米,净 重约为85吨,可以携带1100吨推进剂,发射时有效载荷为150吨,返回地球时有效载荷50吨。飞船引擎由四台真空“猛禽”引擎和两台海平面引擎组成,六台引擎都有万向支架连接。当BFR着陆时,会有两台引擎点火,如果其中一个点火失败,它将能够成功地依靠另一台引擎着陆。

成功抵达火星之后,如何生存下来呢?郑永春着重强调了三点:能源供应、原位资源利用以及辐射防护。以能源供应为例,火星一昼夜是24小时39分钟,因为比地球更远离太阳,仅靠采用太阳能可能无法满足火星基地需求,核能可能是未来火星基地所需的能源供应方式。

马斯克提出的新目标是在2022年完成第一次火星货运任务。将在2019年开始建造第一艘飞船,并准备在5年内发射。接下来在2024年,向火星发射2艘载人飞船和2艘货运飞船。在火星上第一个任务是找到最好的水源地,之后是建造推进剂工厂。然后进行采矿和净化水,获得大气层中的二氧化碳,然后制造和存储深冷甲烷和氧气。

美国“好奇号”火星漫游车

十年后,或许我们就可以火星见。正如马斯克畅想:“火星基地最初可能只是一艘飞船,然后是多艘飞船,接着我们开始在火星上建造城市,并不断扩大城市规模。随着时间的推移,在我们的不断改造下,火星将成为一个适合人类生存的地方。”

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