当前，国度航天局对外发表我们国家初次火星探测任务科学指标先期探讨团队招募公告。获悉，这次计划将于2020年实现火星环绕、着陆和巡视，对火星展开全世界性、概括性的环绕探测。

相较于我们国家稳扎稳打的火星探测计划，美国人仿佛很急于，曾经最初探讨在太空中种辣椒，以保证宇航员在飞向火星路途中的营养。终归，美国国度航空航天局（NASA）的原定计划，是在本世纪30年代将宇航员送上火星，而这是一段长达半年之久的漫长旅途。

然则，在太空种辣椒却非火星探险者们面对的第一大难题。全中国体积探测技艺首席科学流传行家庞之浩向科技日报记者推荐，登陆火星任务分为发射、巡航、下调和着陆、外表操作几个阶段。即便是没有人探测器，想要登陆火星也是难题重重，再带上宇航员，难度将倍增。

终归，人类连30万千米远的月球都迟迟未能重返，登陆火星的难度可想而知。

飞向火星 超远距离带来大困扰

火星距离地球最近时超越5000万千米，最远约4亿千米，是地月距离的上千倍。这样的距离带来了一系列麻烦。

第一种难题是通信。庞之浩推荐，没有线电信号在火星与地球间往返一次，延时第一长可达40分钟。信号衰减也很惨重，其强度仅为从月球发回信号的百万分之一。

因而，关于飞船变轨、近火制动等精度请求极高的操作来讲，等候地面指示没有疑是行不通的。而要由飞行器独立达成这点操作，就请求它具备很强的自助能力。

由距离形成的另一种难题是飞行时间。鉴于现存技艺，飞行器从地球飞到火星须要8个月。种植蔬菜可行满足宇航员的口味和营养要求，但长久失重环境以及体积辐射对人体健康形成的作用，科学家们还在苦苦寻觅对策。

除了健康难题，宇航员还将面对心思上的挑战。试想，6私人在狭小的舱内关8个月，每天漂在一同面面相觑，还要不时经验难以预知的风险，那滋味简直比坐牢还难受。尽管众多国度展开过各式试验，模拟火星飞行、登陆进程，但地面演习终归没有办法跟太空实践相提并论。

最干脆有用的解决法子是缩小这段旅程，但这须要宇航运载用具迎接变革。庞之浩推荐，美国与俄罗斯正好结合研制核能源火箭，能将火星旅游时间缩小到2个月。但该方案不但存留许多技艺困难，另有一种惨重的副效用——核能源发生的辐射，差不多于让宇航员每天拍8次X光片。与核能源相配合的防辐射举措难题，日前尚待攻克。

此外，具有四分之一华人血统的美国前宇航员张福林，其成立的企业正好设置一款“可变比冲磁等离子体火箭”。这类核电火箭据说仅需1个月就可以飞到火星，但相干技艺还处于探讨阶段，距离工程利用遥遥没有期。

降落着陆 “恐怖7分钟”考验科技力量

是以日前看来，宇航员还需先熬过8个月的“磨炼”，才能见到火星。当飞船精确达成近火制动后，它们将迎接火星旅程中最凶险的阶段——降落着陆。

庞之浩说，映入火星大度时，探测器能接收到的遥测信号非常微弱；当它运转到火星背面时，地球上又没有办法明确获取其轨道参数。再加上通信延时的作用，火星着陆进程十足须要探测器自助达成。这一阶段，探测器的防热举措能否可靠，各式着陆相干设施是否按程序事业都至关要紧。全个进程被称为“恐怖7分钟”，众多探测器全在此功亏一篑。

除了上述风险，载人飞船在火星着陆的形式也须要探讨。源于火星大度密度仅为地球的1%，降落伞效用局限，只能作为协助伎俩之一。截止日前，人类火星探测器的着陆形式最重要的有三种：包括“勇气号”“机缘号”采纳的气囊弹跳式、“洞察号”采纳的反推启动机+着陆腿式以及“好奇号”所用的“空中起重机”式。

可是，以上形式都隶属没有人探测器。即便是最重的“好奇号”，还不过960公斤，就已将现存方案用到了极致。而未来载人火星着陆器的重量可能超越20吨，上述方法均不适用。

为这，NASA从2011年就最初发展“低密度超声速减速器”技艺认证，并在随后几年间展开了数次试验。

庞之浩推荐，该技艺由“超声速充气式气动减速器”和“巨型超声速环帆降落伞”构成。此中，气囊式的减速器部署在碟形着陆器外缘，当着陆器落向火星时，减速器会充气增大阻力面积，把下调速度从3.5倍音速降至2倍音速左右，达到降落伞平安开展要求。随后，直径33米的巨型降落伞开展，把降落速度减至亚音速。

这项技艺被誉为“能够颠覆准则的技艺”。庞之浩显示，随着该技艺的进行，匹配由四五个降落伞构成的多伞体系，有望使火星外表软着陆形式所能承担的重量提升到15吨。

但该技艺进行其实不顺利，高空试验延续遭遇不成功，以至于名目资金被NASA削减了大半。直到2017年，该技艺高空试验才终归取得成功。

只是，此刻谈论载人火星着陆器还为时过早，NASA日前还在为载人登月着陆器招标。

地表生存 辐射与风暴的死亡威胁

假设宇航员踏上了火星的土地，还不意指着从此就可以过上平静安逸的生活，火星上恶劣的环境早已恭候多时。

源于大度密度低，火星上的辐射很强。华夏科学院国度天文台探讨员郑永春推荐，宇宙中危害健康的辐射粒子最重要的有两类：一是太阳耀斑和日冕物质抛射时发生的太阳高能粒子；二是剂量较轻但长久存留的银河宇宙射线。尤其是后者能量高、穿透性强，即便是30cm厚的铝板，防护成果也很局限。

对此，只能寄期望于科学家尽早研造出既能有用阻隔辐射，又能穿上走得动的宇航服。

另外，火星上的风暴也使人“闻风色变”。庞之浩说，火星风暴能达到地球12级台风的6倍，掀起的沙尘遮天蔽日，有时能持续几个月。2018年，美国“机缘号”火星车便是遭遇沙尘暴而“阵亡”。

有着那么多“限定要求”，美国能在21世纪30年代实现载人登陆火星的计划吗？

截止日前，NASA并没有确定载人登火方案，科学家们倒是提议过各式设想：包括以月球基地为中转站；以月球轨道体积站或地月拉格朗日L2点体积站为跳板；甚而“抓”一颗小行星当跳板等。只是此刻人类尚未实现重返月球，这点“跳板”更不知什么时候才能搭起来。

庞之浩显示，依照当前航天技艺的进行，月球中转站等设想却非不行实现。包括洛马企业之前披露的“火星大本营”计划，尽管须要发展屡次发射入轨，以及繁杂的在轨交会对接和在轨加注，但皆是鉴于日前曾经掌握的技艺，只要十年左右就可以实行。

他以为，未来十好几年时间内，载人登火涉及的技艺难题有望获得解决，但要害在于任务方案是否坚持如一，资金能否能持续投入。假如随着政府更迭，航天计划还不断变更，那将来会给推进计划流程带来困扰。

来自：科技日报

作者：付毅飞

编辑：陈晨