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未来,人类到火星“安家”

2013-04-29颜士州

科学大众(中学) 2013年8期
关键词:探测车安家载人

颜士州

飞向火星的可行路线

首先要建立一个永久性航天站,用航天飞机把制造好的飞往火星的飞船模块构件以及食品燃料等送到航天站,航天站相当于一个中转站,科学家在这里组装好火星飞船,然后从这里把飞船送往火星。

当然人类在登陆飞船前往火星之前,必须先发射一个能往返地球的火星探测器,探测器以核燃料为动力,携带着先进的探测设备。发射火星探测器的目的是为了勘探火星的地表,用高度精密的仪器,将搜集到的信息传到地面控制中心。

探测器将从火星土壤中采集的样品,带回火星基地分析,调查火星土壤中有没有对人体有害的物质,确认安全之后,再用载人飞船把人送上火星。整个火星计划,从地球到火星往返飞行时间约22个月,在火星轨道上停留两个月。

建造飞往火星的宇宙飞船

要飞向火星必须先造好能够飞往火星且具有人工重力的宇宙飞船。为制造人工重力,飞船的中央是乘员的居住区和活动区。有两条圆筒状的通路伸向两侧,这两条通路里设有研究活动用舱和机械室。通道两端分别用小火箭向相反方向推动、形成旋转力矩,使飞船以每分钟两转的速度旋转,用以制造人工重力(离心力)。有了人工重力,乘员就能克服长期在太空失重的恶劣影响。这样的人工重力相当于地球重力的1/3。因而整个飞船的半径就需要60米。

如果把现有航天飞机的燃料助推器改良增大,也能建成飞往火星的飞船。一般需要600吨以上的有效载荷能力的飞船,就能适应飞往火星的航程。

向火星发起挑战

尽管人类对火星已有了一定了解,但距真正实现飞向火星的梦想还有相当的距离。宇航大国已向火星发起挑战,世界各国都制定了一套宏伟的火星探测计划,在谁先到达火星这一点上展开了激烈的竞争。俄罗斯和美国的火星探测分为三步:第一步是向火星轨道发射一颗通讯卫星,其实所谓的通讯卫星就是火星观察者飞行器,目的是探测火星的地形、火星引力场、火星表面元素和矿物特征以及它的磁场和大气环流结构。同时绘制第一份火星四季气候图,用来帮助以后载人或不载人的飞行器选择降落区域。飞行器上的广角相机将提供火星表面的尘暴、霜厚和云层的情况;提供火星的峡谷和火山等地质特征。

第二步是向火星表面发射一个火星地表探测车,为人类居住寻找最合适的场所。这种探测车是在空间站上组装的,它需要完成的任务是:探测火星上是不是存在危害人类的有毒的物质和敌对生物;火星上什么地方是我们人类着陆的安全地点;最丰富的火星资源在哪里等等。這种探测车如同伞兵一样,从围绕火星飞行的轨道器上降落到火星表面,它能以每天8千米的速度漫游,能跨越1米高的障碍物和1米宽的裂缝,能爬坡,还能自动钻探、收取样品,并且把采集到的样品保存在一个40℃的容器里。事后,其中一两个机器人返回地球,其余的留在火星上,等以后宇航员登上火星时使用。机器人本身具备人工智能,能识别危险并主动避开,从而为确定宇航员飞往火星的着陆位置提供依据。

第三步是计划在2016年将一些氧气“转换机”等基础设施发送到火星上,让火星上具有水和氧气。据研究,火星的土壤中含有大量的二氧化碳,要想让人类安居乐业,必须将二氧化碳释放出来,并想办法把二氧化碳中的氧取出,制造供人类呼吸的氧气。

要实现载人登上火星,并不是轻而易举的事,以后的10多年内还要解决许多技术上和医学上的问题。只要世界各国通力合作,相信今天的青少年肯定能在21世纪的中期看到人类第一次登上火星的壮举。

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