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人类人实现太空移民梦想吗?NASA:正在进行火星探索计划!

作者:宇宙观察猿

引言

在《责任时代:变革与创新》中提到据专家预测,在2040年到来之际,地球上的总人口将增长至90多亿,而如今也只有68亿而已,人口的暴增势必会使地球的资源愈发稀少,土地面积步步缩减,而随着温室效应的加强,地球的生态平衡也时常处于失衡的状态。

这时,人类就需要提前想到应对的措施和方案,使人类社会避免崩溃的情况出现。近些年,一个大胆的设想由NASA官员提出:目前正在进行载人火星的探索计划,并预计在21世纪的30年代完成这项计划,实现人类向太空移民的梦想。

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人类20年后登上火星

NASA人类探索部的副主任在华盛顿的国会报告中表示,人类登陆火星的设备以及关键技术都处于研发过程,而人类将在不久后的21世纪30年代成功登上火星并生活。

在这一设想和计划中,他们提出,将“踩着”小行星登陆火星,具体来说,就是通过人类的智慧和力量去改变小行星的轨道,从而使其按月球的轨道去运行,与此同时,这颗小行星还能够充分被人类利用,作为实验基地,以及在正式出发前,最后一道检查的地方。

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在《从地球到火星》的报告中有专家提到:“包括载人火星项目在内,我们的工程是专门为长期探索太阳系而设计的,目前我们所拥有的科学技术都是为了能将我们带往更遥远的地方,允许我们前往更多的星球去探索宇宙的奥秘,或者寻找适宜人类居住的地方,为未来的移民计划提前做些准备。”

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与此同时,这位专家还向参议院的科学等委员会信誓旦旦的保证,NANA会于2017年发射一台无人的飞行器,目的是检测太空的发射系统。不仅如此,他们还打算向太空发射一架多功能的载人航天器,将宇航员送到火星上去。

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这项计划并不是空想,而是付诸了实践真正在做的事情,相关的科研工作目前在新奥尔良和佛罗里达州等地顺利的进行着。

踩着“垫脚石”飞往火星

以现有的力量,我们能促使小行星改变轨道吗?这点在理论上是可行的,但实际操作却不那么容易,改变小行星的轨道不仅是为了让我们更方便地前往火星,另一个需求是如果小行星进入地球轨道,那么就有极大的概率撞击地球,根据小行星的数量和体积大小,地球也将遭遇不同程度的损伤。

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因此能够改变小行星的轨道是很关键的问题。而就在2022年,NASA就成功利用DART,也就是双小行星重定向测试航天器对一颗近地小行星进行了撞击,这颗小行星属于比较小 的,这个项目成为地球上首次为了避免小行星撞击地球而执行的测试任务。

结果也相当成功,由DART航天器的撞击,使得目标小行星被推向一颗伴星身边,并将小行星将近12个小时的轨道周期缩短成了30分钟左右。

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在正式开始测试任务之前,NASA的预期其实并不高,他们推测通过撞击可能会使小行星的轨道周期缩短十分钟,或73秒就代表成功,可实际上他们却完成了32分钟的惊人成绩,结果远远大于预期。

不过有天文学家推测,之所以能产生如此出乎意料的成绩,极有可能是因为这颗被测试的小行星更接近碎石堆,因此撞击造成的偏斜程度远大于预期,这是令所有人都难以想象的结果。

NASA通过一次测试任务就能够成功将小行星撞击得偏离轨道,那么它是否能像先前的设想那样,能让人类踩着小行星当“垫脚石”前往火星吗?目前还没有确切的消息和说法,但经过这一次的测试后,令许多科研家有了更多信心。

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登陆火星的目的

在《未来引擎》中,马斯克希望在2029年实现载人登陆火星,2050年在火星建城市。人类在二十世纪时实现了登陆月球的梦想,并将目光投向了更远的地方,甚至将移民至外太空当作下一阶段的目标,至此,登陆火星就成了人类在二十一世纪中最重要的任务,然而登陆火星并非易事,需要投入大量的人力和成本,既然如此,人类为什么一定要登陆火星?原因有三:

(一)寻找地外生命。站在宇宙的起源来看生命,既短暂又无限,生命的起源究竟开始于何时,又将终结于何时?通过深入地研究地外生命,在一定程度上是能够帮助人类认识到自身在宇宙中的地位与命运的。而生命的存在一定是有条件的,地球如同巧合之下的“天赐”般的存在,恰好具备生命存在的所有条件,而地球之外却极少能再找到第二个“地球”,不过通过天文学家们的长期观测,他们发现,火星和地球极为相似,都有生命存在的条件,因而能够从火星入手,探索地外生命的起源,以此来推演地球生命的起源。

(二)经过种种研究探测,发现过去的火星和如今的地球重合度相当高,然而在经过了几十亿年的时间才变成如今水源枯竭又低温的生态环境,而与之相反的是金星,它们两个就好比地球的未来和过去,人类能够从它们身上推演地球的起源和终结,以防地球变成另一个火星。

(三)正如开篇所说,地球在2050年的人口总数就能够达到90多亿人,这个数字是非常庞大的,为了降低地球资源的过度使用,就必须要考虑到太空移民的事,而火星就是人类备选方案中的一个,因此改造火星成为人类的第二个家园,就显得尤为重要和紧迫。

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许多人认为移民火星是件不可能完成的任务,至少在我们现代人有限的时间里是如此,然而曾几何时,我们仰望月亮时也曾将嫦娥奔月述说成天方夜谭的故事,可如今登月已成为现实,那么想必登陆火星并成功安家也是件不再遥远的事。

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不过考虑到技术与经费问题,尽管许多人都畅想了前往火星计划,但一直未能实施。当年美国就为了登陆距离地球38万公里的月球而耗费了255亿美元,其中有近2万家的企业和超过80多个的科研机构共同合作,历经8年最终完成任务。

然而火星距离地球却有长达亿多公里,如果按目前人类的科技来看,至少也要将近250天的时间才能到达火星,而这也只是单程的距离。

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技术难点

既然载人火星难,那么是否可以先无人探测火星?答案是否定的,无人探测火星的风险相较于载人登陆火星更大,目前全球成功发射了26个有效的火星探测器,成攻率也仅有60%而已,大部分都葬送在了前往火星的路上,如今火星被冠名“探测器坟场”也不是没有道理的。

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冷战时期,美国和苏联曾就登月展开竞争,最终美国获得胜利,不过苏联之所以败北,是因为在发射N1重型运载火箭时出现了4次发射失败的情况,美国目前正字啊研制一款“超级载重火箭”,它的初始近地轨道运载能力是70吨重,如果将其进行优化和改进,运载能力将能够提升至130吨。

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此外,想要登陆火星就需要打造一个能载人的星际式飞船,如今以人类的能力要实现有点难度,首先,它所花费的成本和研制的技术难度要远远高于卫星式飞船和登月式飞船。另外,飞船在载人前往火星的过程中,要足足有200多天的时间,如果算上往返,就是520天,那么在此期间,就需要提前解决好宇航员在前往火星的过程中所需要的氧气、饮食等。

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不仅如此,在宇宙中还要面临着宇宙辐射的影响,因此需要加强太空中的防护设备以及预报天气的能力,到了火星后,还要解决宇航员的食品供应,而要实现这个,要么从地面带上去,要么可以采用再生式生命保障系统,回收处理宇航员的汗液、尿液等,利用循环功能保证宇航员的生活保障,最后一个是可以就地取材,包括利用技术手段去分解火星的大气等,保证宇航员的生活。

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再一个就是解决通信的延时所带来的困难,比如从地球传输信息至火星,只是单程就需要20分钟的时间,而在20分钟内任何事都有可能发生,因此地面上的控制中心无法及时帮助宇航员解决问题,只能依靠宇航员自己以及飞船自带的控制设备等来解决突发问题。

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美国曾计划研发一款核动力载人火星飞船,其飞行速度能达到8.7万公里每小时,速度非常快,但核动力飞船的隐患也很明显,宇航员在里面就相当于每天被迫做了8次的X光胸透,这个辐射量过大,人类的身体根本无法消化这样的辐射。

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总结

就目前人类的技术看,暂时无法做到完全无害的载人火星方案,可尽管如此,美国依然坚定的宣布自己20年后的登火星计划,利用小行星,作为一个载人登陆火星的中转站,利用小行星上的水,再供给宇航员,从而不断利用并循环,确保宇航员的正常生活。

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