載人登陸火星時機最佳爲本世紀30年代中期
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載人登陸火星時機最佳爲本世紀30年代中期,近年來,國際上不論是政府宇航機構還是私營公司,都對火星和月球載人飛行表現出極大興趣。與現如今的空間站任務相比,載人探測火星面臨的困難也更大,
載人登陸火星時機最佳爲本世紀30年代中期1
9月14日電 (記者董映璧)俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學技術研究所與德國地球物理研究中心、波茨坦大學和美國加利福尼亞大學科學家組成的研究團隊發現,本世紀30年代中期是載人登陸火星的最佳時期。研究人員模擬發現,在此期間,不僅行星相互排列的位置適當,而且中和危險輻射的太陽活動也比較理想。相關研究近日發表在《空間天氣》雜誌上。
近年來,國際上不論是政府宇航機構還是私營公司,都對火星和月球載人飛行表現出極大興趣。大量有關維珍銀河、藍色起源和太空探索技術公司之間競爭的消息讓人覺得,發射日期越早越理想。然而,事實上,太空天氣會強烈影響太空飛行的可行性。對宇航員來說,空間輻射對任何長期空間飛行來說都是一個嚴重的威脅。因此,保護飛船免受外部威脅需要尋找合理的太空飛行時間段。
爲了解決這個問題,研究人員不是與太空氣候作鬥爭,而是企圖去適應它。在整個飛往火星和返回地球的過程中,航天器暴露於宇宙輻射之下,不僅有來自於星際空間的輻射,還有太陽光暈的輻射。太陽活動以11年爲週期而變化,在這期間有一個太陽輻射的峯值。自相矛盾的是,在太陽活動的高峯期飛向火星並不是一個壞主意。因爲,可以對飛船提供足夠屏蔽保護的帶電太陽粒子非常有用,它們能夠削弱更加危險的銀河系輻射。
研究團隊使用了28類來自於星際空間的危險粒子和10類來自於太陽耀斑時的輻射粒子,模擬研究了航天器內部的輻射水平。這些粒子都是失去了電子的帶正電的原子。唯一的區別是來自銀河系的更重、更危險的粒子可以進入太陽系。這些粒子與飛船表面材料中的原子發生強烈碰撞引發的核反應,使得飛船本身具有了輻射性。從這一點來看,對宇航員來說,太陽的輻射更是朋友而不是敵人。
研究人員設法找到飛船保護水平與發射窗口的最佳組合,以期實現最長時間的太空飛行。研究發現,載人火星的最佳發射時間是太陽活動的下降期。在使用厚度10釐米的鋁保護屏的'情況下,飛船可以持續4年的長期飛行,且輻射水平不會超過安全標準。太陽活動的下一個峯值預計在2025年,因此,本世紀30年代中期將是一個比較理想的載人登陸火星時間。
載人登陸火星時機最佳爲本世紀30年代中期2
載人飛船剛剛將3名航天員運送到天宮空間站上,我國的載人登陸火星計劃又出爐了!
在全球航天探索大會上,我國向全世界透露了未來載人火星探測發展路線的設想。
與現如今的空間站任務相比,載人探測火星面臨的困難也更大,既然如此,那我們爲什麼要提出載人探測火星?又該如何將航天員運送到火星並接回來呢?
爲什麼要載人探測火星?
在全球航天探索大會上,我方代表王小軍介紹,我國未來將會在火星上建立可持續基地,乃至地球-火星經濟圈的計劃。
之所以要探測火星,一方面是因爲雖然現如今的地球非常適宜人類居住,但是地球環境並不是一成不變的,大冰期、小行星撞地球以及超長時間火山噴發,都可能會導致人類滅絕甚至地球生物全部滅絕。正因爲如此,我們要居安思危,在現如今就要開始探索外太空,在外太空中尋找合適的家園。
火星就是較爲宜居的星球,它距離地球較近,組成成分和地球差不多,而且位於恆星系宜居帶上,如果能夠將火星加以改造,或許會成爲未來我們的家園。
即使火星無法成爲我們未來的家園,探索火星技術也能夠爲未來移民外太空做好準備。
王小軍在演講中說:火星探測對人類具有非常重要的意義,它是人類走出地球、探索生命起源,擴展生存空間的重要途徑。
其次,火星表面沒有生物活動,它還保留着地球形成之初的物質,探索火星能夠幫助人類瞭解地球的起源,乃至整個太陽系誕生之初的歷史。
更爲重要的是,探索火星本身,能夠倒逼着我國科學技術進步,有利於我國培養科技自主創新型人才。
如何實現載人探測火星?
中國航天科技集團一院院長、IAF副主席王小軍提出了載人火星探測發展路線以及任務構架,和空間站一樣,載人火星探測的任務構想也分爲三步走:
第一步:機器人火星探測:
通過火星機器人在火星表面實地採樣分析,選擇合適的火星基地,並在利用基地周圍的資源進行建設。這一步的主要目的是爲了技術準備,其次是爲接下來的載人火星探測做準備。
第二步:載人初級探測:
這一步是爲了實現載人登陸火星,最後完成火星上的基地建設。
第三步:航班化探測(經濟圈形成階段):
要建立可持續基地,包括大規模地火運輸艦隊,大規模開發與應用等。
要想實現這三個步驟並不容易,火星距離地球最近都要5500萬公里,最遠則要達到4億公里,火星和地球都在繞着太陽運動,而不是靜態的。不僅如此,火星和地球的軌道面還有夾角,並非是平面的,這些外在因素大大增加了載人火星探測任務的難度。
這當中的困難重重,要依靠我國航天方面的研究人員的努力。而在衆多的困難當中,途路遙遠,載貨量巨大,所以推進技術是最難攻克的難題之一。按照目前的方案來看,核熱推進是目前載人火星探測的首選。那什麼是核熱推進呢?
核熱推進的工作原理是:利用核裂變反應釋放的能量,將推進劑加熱後高速排出產生推力,能夠確保較高比衝同時獲得強勁的推力。
核熱推進是目前掌握的對核能利用最爲完全的推進方式,而且它的特點是:大推力,高比衝,長工時等特點,和載人火星探測任務的需求非常切合。如果能夠在這個技術領域實現突破,火箭的運載能力將更進一步。
如果一切的技術準備都妥當。那麼,載人火星探測的第一階段就是,通過大型或重型運載火箭把探測器發射到地火轉移軌道,然後通過反推制動抵達火星。
而第二階段則需要採用新型的任務構架:人貨分運。
由於地球和火星之間距離太遠,而且不能隨意往返。理想的出發時間是:2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等,大概是26個月一個週期。不僅如此,從火星返回地球,也需要挑個好時間。因此,航天員在執行火星探測任務時,耗時很長,所需的物資很多,還涉及到要把航天員運送回來。
因此,就需要把大量的“貨”運送到火星表面。如果人和貨一起送,所需要的載重量就非常大,火箭的推進裝置就需要非常強大,這是目前技術做不到的。因此,就需要把貨先運過去,然後再把航天員送過去。
僅僅是載人這個環節就需要分六步:
進入地球軌道
地球軌道組裝
地火轉移
火星登陸與上升
火星軌道對接
返回
整個過程需要數百天的時間,飛行距離達到了上億公里,其中交會對接多次,甚至超過10次以上。所需要的火箭數量起碼是8枚,七枚運載火箭,一枚載人火箭。所以,這個載人火星探測任務可以說是一個挑戰人類智力極限,技術極限,工程極限的項目。如果能夠實現,將使得我們國家的航天技術傲視全球。
美國載人登陸火星計劃
事實上,美國也提出了載人登陸火星計劃,也打算在2033年實行載人登陸火星,但業內專家表示,美國“非常不可能”在2033年實現載人登陸火星。
在 《2033年載人火星探測任務評估報告》中,指出美國載人登陸火星困難重重,從設計、製造、測試火箭和宇宙飛船,到學習生菜的最佳種植方法等,所有爲載人登陸火星的技術,都有待完成。
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