载人登陆火星时机最佳为本世纪30年代中期
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载人登陆火星时机最佳为本世纪30年代中期,近年来,国际上不论是政府宇航机构还是私营公司,都对火星和月球载人飞行表现出极大兴趣。与现如今的空间站任务相比,载人探测火星面临的困难也更大,
载人登陆火星时机最佳为本世纪30年代中期1
9月14日电 (记者董映璧)俄罗斯莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所与德国地球物理研究中心、波茨坦大学和美国加利福尼亚大学科学家组成的研究团队发现,本世纪30年代中期是载人登陆火星的最佳时期。研究人员模拟发现,在此期间,不仅行星相互排列的位置适当,而且中和危险辐射的太阳活动也比较理想。相关研究近日发表在《空间天气》杂志上。
近年来,国际上不论是政府宇航机构还是私营公司,都对火星和月球载人飞行表现出极大兴趣。大量有关维珍银河、蓝色起源和太空探索技术公司之间竞争的消息让人觉得,发射日期越早越理想。然而,事实上,太空天气会强烈影响太空飞行的可行性。对宇航员来说,空间辐射对任何长期空间飞行来说都是一个严重的威胁。因此,保护飞船免受外部威胁需要寻找合理的太空飞行时间段。
为了解决这个问题,研究人员不是与太空气候作斗争,而是企图去适应它。在整个飞往火星和返回地球的过程中,航天器暴露于宇宙辐射之下,不仅有来自于星际空间的辐射,还有太阳光晕的辐射。太阳活动以11年为周期而变化,在这期间有一个太阳辐射的峰值。自相矛盾的是,在太阳活动的高峰期飞向火星并不是一个坏主意。因为,可以对飞船提供足够屏蔽保护的带电太阳粒子非常有用,它们能够削弱更加危险的银河系辐射。
研究团队使用了28类来自于星际空间的危险粒子和10类来自于太阳耀斑时的辐射粒子,模拟研究了航天器内部的辐射水平。这些粒子都是失去了电子的带正电的原子。唯一的区别是来自银河系的更重、更危险的粒子可以进入太阳系。这些粒子与飞船表面材料中的原子发生强烈碰撞引发的核反应,使得飞船本身具有了辐射性。从这一点来看,对宇航员来说,太阳的辐射更是朋友而不是敌人。
研究人员设法找到飞船保护水平与发射窗口的最佳组合,以期实现最长时间的太空飞行。研究发现,载人火星的最佳发射时间是太阳活动的下降期。在使用厚度10厘米的铝保护屏的'情况下,飞船可以持续4年的长期飞行,且辐射水平不会超过安全标准。太阳活动的下一个峰值预计在2025年,因此,本世纪30年代中期将是一个比较理想的载人登陆火星时间。
载人登陆火星时机最佳为本世纪30年代中期2
载人飞船刚刚将3名航天员运送到天宫空间站上,我国的载人登陆火星计划又出炉了!
在全球航天探索大会上,我国向全世界透露了未来载人火星探测发展路线的设想。
与现如今的空间站任务相比,载人探测火星面临的困难也更大,既然如此,那我们为什么要提出载人探测火星?又该如何将航天员运送到火星并接回来呢?
为什么要载人探测火星?
在全球航天探索大会上,我方代表王小军介绍,我国未来将会在火星上建立可持续基地,乃至地球-火星经济圈的计划。
之所以要探测火星,一方面是因为虽然现如今的地球非常适宜人类居住,但是地球环境并不是一成不变的,大冰期、小行星撞地球以及超长时间火山喷发,都可能会导致人类灭绝甚至地球生物全部灭绝。正因为如此,我们要居安思危,在现如今就要开始探索外太空,在外太空中寻找合适的家园。
火星就是较为宜居的星球,它距离地球较近,组成成分和地球差不多,而且位于恒星系宜居带上,如果能够将火星加以改造,或许会成为未来我们的家园。
即使火星无法成为我们未来的家园,探索火星技术也能够为未来移民外太空做好准备。
王小军在演讲中说:火星探测对人类具有非常重要的意义,它是人类走出地球、探索生命起源,扩展生存空间的重要途径。
其次,火星表面没有生物活动,它还保留着地球形成之初的物质,探索火星能够帮助人类了解地球的起源,乃至整个太阳系诞生之初的历史。
更为重要的是,探索火星本身,能够倒逼着我国科学技术进步,有利于我国培养科技自主创新型人才。
如何实现载人探测火星?
中国航天科技集团一院院长、IAF副主席王小军提出了载人火星探测发展路线以及任务构架,和空间站一样,载人火星探测的任务构想也分为三步走:
第一步:机器人火星探测:
通过火星机器人在火星表面实地采样分析,选择合适的火星基地,并在利用基地周围的资源进行建设。这一步的主要目的是为了技术准备,其次是为接下来的载人火星探测做准备。
第二步:载人初级探测:
这一步是为了实现载人登陆火星,最后完成火星上的基地建设。
第三步:航班化探测(经济圈形成阶段):
要建立可持续基地,包括大规模地火运输舰队,大规模开发与应用等。
要想实现这三个步骤并不容易,火星距离地球最近都要5500万公里,最远则要达到4亿公里,火星和地球都在绕着太阳运动,而不是静态的。不仅如此,火星和地球的轨道面还有夹角,并非是平面的,这些外在因素大大增加了载人火星探测任务的难度。
这当中的困难重重,要依靠我国航天方面的研究人员的努力。而在众多的困难当中,途路遥远,载货量巨大,所以推进技术是最难攻克的难题之一。按照目前的方案来看,核热推进是目前载人火星探测的首选。那什么是核热推进呢?
核热推进的工作原理是:利用核裂变反应释放的能量,将推进剂加热后高速排出产生推力,能够确保较高比冲同时获得强劲的推力。
核热推进是目前掌握的对核能利用最为完全的推进方式,而且它的特点是:大推力,高比冲,长工时等特点,和载人火星探测任务的需求非常切合。如果能够在这个技术领域实现突破,火箭的运载能力将更进一步。
如果一切的技术准备都妥当。那么,载人火星探测的第一阶段就是,通过大型或重型运载火箭把探测器发射到地火转移轨道,然后通过反推制动抵达火星。
而第二阶段则需要采用新型的任务构架:人货分运。
由于地球和火星之间距离太远,而且不能随意往返。理想的出发时间是:2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等,大概是26个月一个周期。不仅如此,从火星返回地球,也需要挑个好时间。因此,航天员在执行火星探测任务时,耗时很长,所需的物资很多,还涉及到要把航天员运送回来。
因此,就需要把大量的“货”运送到火星表面。如果人和货一起送,所需要的载重量就非常大,火箭的推进装置就需要非常强大,这是目前技术做不到的。因此,就需要把货先运过去,然后再把航天员送过去。
仅仅是载人这个环节就需要分六步:
进入地球轨道
地球轨道组装
地火转移
火星登陆与上升
火星轨道对接
返回
整个过程需要数百天的时间,飞行距离达到了上亿公里,其中交会对接多次,甚至超过10次以上。所需要的火箭数量起码是8枚,七枚运载火箭,一枚载人火箭。所以,这个载人火星探测任务可以说是一个挑战人类智力极限,技术极限,工程极限的项目。如果能够实现,将使得我们国家的航天技术傲视全球。
美国载人登陆火星计划
事实上,美国也提出了载人登陆火星计划,也打算在2033年实行载人登陆火星,但业内专家表示,美国“非常不可能”在2033年实现载人登陆火星。
在 《2033年载人火星探测任务评估报告》中,指出美国载人登陆火星困难重重,从设计、制造、测试火箭和宇宙飞船,到学习生菜的最佳种植方法等,所有为载人登陆火星的技术,都有待完成。
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