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2021-05-11 02:28:42

多久有望移民火星,移民火星至少需要一百年

移民火星至少需要一百年!专家称马斯克火星火箭计划“很邪乎”

科技日报记者傅亦菲

拥有火星梦想的太空探索公司老板埃隆马斯克最近提出了一项庞大的“火星移民”计划,并推出了火星火箭“BFR”。马斯克以他建造的交通工具而闻名,从在地面上行驶的特斯拉电动车到穿梭于天地之间的猎鹰9号火箭,两者都非常成功。但航天专家庞志浩认为BFR项目“棒极了”。

根据马斯克的说法,BFR是一个可重复使用的巨人,身高超过100米,直径9米。它采用舰箭一体化的形式,发射后通过多次在轨加油的方式,可将150吨的载荷运送到近地轨道或一次性将100人送上火星。

多次在轨加注成本是个问题

庞志浩告诉科技日报记者,载人火星要面临一系列问题,首先是运载能力。他说当年登月的阿波罗飞船重达近50吨,必须以每秒10.9公里的速度发射到地月转移轨道。要上火星,火箭要有更强的运载能力,更快进入地球火转移轨道,达到每秒11.2公里的第二宇宙速度。

有几种方法可以解决这个问题。除了提高火箭的能力,还可以批量发射载荷,在低地球轨道停靠,飞往火星。或者在月球表面或月球轨道上建立一个基地,作为前往火星的中转站。“但马斯克的计划相当邪恶。”庞志浩说,多次在轨加注的方案比较新颖,但能否实现或者经济划算是个问题。

中国航天科技研究院第二研究所研究员杨玉光说,BFR实际上是马斯克去年提出的星际运输系统的“简化版”。火箭组装的发动机数量从42个减少到31个,箭的直径从11米减少到9米。很难说这个计划会不会改变,也很难说能不能发展。他认为多次加薪的方案技术上可以实现,但成本不低。

防辐射技术还有待突破

庞志浩说,美国航天飞机只能搭载7个人。“SpaceX从未发射过载人飞船。一上来就装100人,太邪恶了。”

即使运载能力得到解决,人类在火星的旅程中也要经历一系列的考验。庞志浩说,火星距离地球也有5500万公里,单程需要七八个月。对于长时间飞行的宇航员来说,他们会面临长期失重导致肌肉萎缩和骨骼脱钙的风险,更容易出现心理问题。生理问题可以通过运动和吃药来解决,心理问题则更难。

为了避免宇航员感到孤独或沮丧,在国际上,火星上的宇航员人数通常设置为偶数,通常为4或6人,他们需要通过严格的心理测试。马斯克的百人运输计划如果能实现,能否解决这个问题就不得而知了。

当然,最有效的解决办法是缩短飞行时间。庞志浩说,目前科学家提出的各种想法,如电磁发动机、曲率发动机等,离工程应用还很远。可以预见的是,核动力飞船预计将把行程从8个月缩短到2个月,但它的辐射对宇航员的影响和每天做8次x光检查一样。

即使宇宙飞船不使用核能,宇航员在前往火星的途中也会受到空间辐射的威胁。中国科学院国家天文台的行星科学家郑永春说,有两种主要类型的辐射粒子对健康有害。一种是太阳耀斑和日冕物质抛射产生的太阳高能粒子,通常指能量几百兆电子伏的质子,其能量高于银河系。宇宙射线低很多,持续时间更短,可以被飞船外壳有效保护;二是银河宇宙线,剂量小但存在时间长,能量高,穿透性强,普通飞船外壳阻挡不了。即使是厚度为30 cm的铝板,防护效果也非常有限。

研究人员为此绞尽脑汁。庞志浩介绍说,有人提出了人工磁场,把水注入到地层中

马斯克声称BFR飞船只负责运送到火星,但由于它是一个“移民”,它必须有一个地方可以停留。庞志浩说,要在火星上建基地,必须解决能源问题。美国提出用货船将一个小型核电站运送到火星的计划。同时,必须有一个高度封闭的生命支持系统。最近,欧洲科学家表示,有望通过等离子体技术将火星上的二氧化碳转化为氧气。中国还开展了“绿色星际”、“龚玥一号”等实验,努力通过生物封闭循环实现自给自足。此外,如果你想在火星上长期建造、改造和生活,你不能从地球上运输一切。使用当地的材料并生产出来是非常重要的。空间三维打印技术的发展有望解决这一问题。

尽管相关技术不断发展,庞志浩说,人类要真正移民到火星,把火星改造成适合居住的家园,还需要一百年甚至上百年的时间。马斯克的计划目前看来更像是“科幻小说”。

图片来自网络

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