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未來登錄火星的6大基本挑戰,每一種都是棘手的問題!

自從找到火星,人類就夢想著有朝一日登上它。那麼,在人類前往火星的過程中,可能遇到哪些挑戰呢?

挑戰1:離開地球

雖然幾十年前年前我們就已將人類和航天探測器送入太空,但製作飛向火星的載人飛船仍然艱難。現有的火箭無法攜帶如此重的大型航天器、宇航員、所有供給和燃料,掙脫引力離開地球表面。最有可能的情況是,火箭通過數次飛行,將供給和飛行器部件散放在低地軌道,而宇航員一點一點「拾取」它們組裝成新的飛行器,最終到達火星。

目前,太空中最大的人造設備是國際空間站,其總重量約4500噸,需要31架飛船完成運載。據美國航空航天局計算,一架能帶人類往返火星的飛行器會比空間站小,大概重1250噸。

供職於美國航空航天局太空中心月球與火星綜合研究部的布雷特·德雷克透露,現有火箭需發射七八十次,才能組裝一架可達火星的航天器。國際空間站歷時10年才建成,組裝火星飛行器也要花不少時間。

挑戰2:燃料存儲

當航天器處於近地軌道時,將以每90分鐘一圈的速度環繞地球,在一半時間裡經歷著酷熱,而另一半時間又感受著寒冷。這種冷熱交替會引起火箭燃料氫和氧的蒸發。危險的是,若不能定期通風,這些物質還很容易爆炸。

氫格外容易泄漏,大約每月損失4%。如果需要在近地軌道停留1年,就將損失近1/2的推進劑。這是昂貴的浪費,因為每向太空送人1000克氫就需要10000美元。

挑戰3:登陸火星

稀薄的火星大氣層使降落傘不能迅速打開,為了宇航員的安全,工程師希望增大航天器體積,以便其著陸速度降下來。但實際情況是,火星大氣層僅支持某種特定類型的火箭。因此,想在火星大規模降落物體,還需要科學家發明新技術。

挑戰4:健康防護

「對複雜而精細的系統來說,太空可能是危險地方。而人類的身體或許是『最複雜的系統』。」美國航空航天局醫療專家薩拉里說。諷刺的是,為地球上眾多生命提供能源的太陽,在太空旅行中卻是致命的。

一旦沒有地球磁場的保護,太陽輻射就將在宇航員體內累積,增加患癌的風險。美國航空航天局近期的實驗數據顯示,類似太陽耀斑和高能粒子的大規模爆發,將致命程度的射線發射到了航天器上。

據計算,往返火星一次可能需要2.5年時間。近期研究發現,長期處於零重力狀態下不僅會使骨骼發生降解、肌肉萎縮,還會造成視覺神經腫脹。如果治療不及時,到達火星的宇航員也許已經骨骼脆弱且失明,十分虛弱。

挑戰5:污染傳播

地球是目前已知的唯一具有生命的地方,但由於外星存在生物的可能性,進行航天研究的國家一致同意並嚴格遵守著星球保護協定。當「阿波羅11」號飛船從月球返回時,美國航空航天局為了確保不攜帶太空病毒,將宇航員隔離了3個星期。

除了火星可能存在危害人類的物種外,我們也在盡量避免另一種情況的發生——人類將自身攜帶的細菌和真菌傳播到火星上。現在,我們尚無能力阻止人類「污染」火星,但未來的技術將嘗試在保護人類遠離火星危險的同時,也使火星免受人類「危害」。

挑戰6:應對沙塵

「完美太空發展」公司專門研發用於極端環境的生命保障系統。其首席工程師格蘭特·安德森表示,火星表面的首要問題是沙塵。乾旱的火星環境產生了大量沙塵,圍繞火星表面飛揚了數十億年。在「阿波羅」計劃中,月球土壤曾堵塞了航天器,並損害了它的基本功能。

火星上的沙子是有毒的。探測器顯示,火星土壤中含高氯酸鹽,可能引起甲狀腺疾病。

此外,這些沙塵還可能包含致癌物質,使人類過敏或患上肺部疾病。載人火星計劃需要了解火星將如何與人類棲息地的濕度相互作用,它是否像鹼液一樣傷害人類的皮膚。

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