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[专题专项] 载人火星话题:计划、方案、困难等

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hkhtg090201 发表于 2009-7-24 15:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 hkhtg090201 于 2009-8-7 10:10 编辑

揭秘美国宇航局将如何把人类送上火星


  新浪科技讯 北京时间7月24日消息,据美国宇航局太空网报道,人类首次登陆月球40周年庆典已经结束,但是美国宇航局能否把人类送上火星仍是一个谜。休斯顿美国宇航局约翰逊太空中心月球和火星综合研究部研究人员布雷特·德雷克(Bret Drake)说:“目前我们仍把人类探索火星看成是未来的最高目标。人类踏上另一颗行星的风险可能最大,但它也是最有历史纪念意义的事情。”

本帖被以下淘专辑推荐:

 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-7-24 15:27 | 显示全部楼层
  当前的科技水平可能刚刚达到,也有可能还远远不及前往火星的载人任务所需的技术水平。因此前往这颗红色行星的载人任务仍是一个巨大挑战。但是美国宇航局仍坚持远征火星,而且有关火星探索的新想法层出不穷。德雷克说:“火星是长期以来我们一直向往的地方。”

  如何到达那里

  前往火星大约需要180天。迄今为止美国宇航局研究了两种前往那里的推进器选项:核热火箭和化学发动机。核热火箭是根据60年代和70年代的设计研制,它利用核反应堆把气体加热到很高的温度,借助热气从喷口喷出产生推力,把火箭发射出去。

  德雷克说:“这是一种高性能推进器,我们认为它非常安全,不会在发射时产生放射性物质,但是它是一个核系统。化学发动机跟航天飞机使用的发动机类似,都是用液氧和液氢作燃料。这是一项大家非常熟悉的技术,但是效果并没有核热火箭好。”

  为了到达火星表面,美国宇航局设想用空气动力登陆器,并用推进器帮助它下降。把宇航员重新送入太空,用6个月时间把他们送回地球的上升推进器则采用沼气和液氧混合物作燃料。德雷克说:“火星大气里的氧是以二氧化碳的形式出现,因此你可以利用火星的自身资源制造氧气。”他们计划在宇航员到达这颗红星行星前,应该尽可能多地把货物送到那里。德雷克说:“我们把宇航员送往那里以前,应该确保一切运行正常。火星任务跟月球任务不一样,你不能随时返回地球,一旦他们被送往那里,有可能要在那里呆好几年。”

  据美国宇航局最近的评估结果显示,前往火星的载人任务必须能把质量大约是国际空间站的两倍的物资送入太空,即大约176万磅(800吨)。美国宇航局打算利用“战神5”号火箭发射这些设备。“战神5”号是迄今为止设计的推力最大的火箭,一次大约可把41.4万磅有效载荷送入低地球轨道。德雷克说:“我们会尽量减少组装的次数。‘战神5’号有推动非常重的有效载荷的能力,将会使轨道里的自动汇合与对接变得更加简单。”宇航员在开始前往火星以前,将搭乘一枚“战神1”号火箭升入空中。

  德雷克说:“人类进入太空可获得大量宝贵的经验,他们可以根据所见所闻及时做出决定。而用机器人很难做到这一点。”宇航局可以把宇航员在火星上所需的东西提前送上去。德雷克说:“你还可以在宇航员和推进器到达之前,先利用火星上的现有资源生产和储存氧气。”

  宇航员多 停留时间长

  美国宇航局设想由6名宇航员执行一次火星任务。德雷克说:“技术安排注定需要这么多人,一名指令官、一名科学家、一名工程师、一名卫生官员等,还有岗位轮换培训。他们必须知识渊博,但是各有专攻。”

  最近美国宇航局设想让宇航员在火星上停留大约500天。德雷克说:“宇航员见机行事非常重要,因为由于地球和火星之间距离遥远,指令从地球传输到火星上大约需要40分钟。这些宇航员无法再次获得补给,他们只能依靠事先送到火星上的东西或者他们随身携带的东西生活。因此当有什么东西出现故障时,他们必须能修好它。他们必须有自给自足的能力。”

  要想在飞行中幸存下来,空气和水必须充分进行循环利用。德雷克说:“关于空气再生和水循环利用问题,现在我们从国际空间站上学到了很多。火星的一大好处就是它的大气中有二氧化碳,因此我们利用这些资源可以获得宇航员所需的氧气和水。说到食品,我们正在寻找更小的系统,例如可以为宇航员生产食物的‘色拉机’。新鲜食品不仅营养丰富,而且对心理还有好处。新鲜西红柿确实能改善心理状态。”

  面临巨大的身心挑战

  少数几个人在有致命风险的太空环境下呆大约2年半时间,对前往火星的宇航员来说,确实是个不小的心理挑战。

  德雷克说:“现在俄罗斯正在进行试验,希望能对火星任务的行为科学方面有更多了解。研究其他前往偏远地区的探索活动,对这也有帮助,例如前往南极或者水下,所有这些都能为被选中的宇航员反馈有关人类行为方面的知识。”宇航员呆在火星上关注的另一个方面,是太阳和深空宇宙射线以高能粒子爆的形式产生的具有危险性的辐射。德雷克说:“氢或水是最好的辐射防护材料。因为水富含大量的氢。”

  美国宇航局设想,在宇航员到达火星之前送上这颗红色行星的货物能产生水,这些水在宇航员到达后可以当作他们的保护屏障。在火星往返途中,飞船上应该安装一些特殊装置,这样宇航员大部分时间都可以呆在被水和食品环绕的区域。但是飞船上的“高能粒子爆掩体”是阻挡致命辐射的重组成部分。

  迄今为止,任何可能的实施火星任务的日期都没有确定,但是像美国宇航局和中国等国家一直都对登陆火星非常感兴趣。德雷克说:“这是人类了解和扩大现有疆域要采取的下一步动作。我们把人类探索火星看成是一个国际性合作项目。探索火星不太可能只局限于某一个国家,因为它是整个世界共同努力的目标。”(孝文)
liudao 发表于 2009-7-24 18:14 | 显示全部楼层
美国的什么跟什么不清楚,中科院建议从月球起飞前往火星。
suxiaolang 发表于 2009-7-24 21:46 | 显示全部楼层
月球前往火星?那还要建月球发射场!
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-8-7 10:11 | 显示全部楼层
法国科学家泼冷水称移民火星是空想
2009年08月07日 08:07  新闻晨报
  据中国日报报道 据英国《每日邮报》6日报道,日前法国科学家在美国《自然》杂志上撰文表示,由于火星大气层中的甲烷气泡正在因为某种不明原因而迅速爆裂,人类移民火星的梦想可能因此而破灭。

  今年早些时候,美国国家航空航天局(NASA)对外宣布,他们在火星大气中发现的甲烷气体证明火星在过去或现在一定存在着生命,因为甲烷正是有机物释放出来的特有气体之一。NASA因此表示人类恐怕不是宇宙中的唯一生命,移民火星不再是空想。

  然而,来自法国巴黎第六大学(皮埃尔与玛丽·居里大学)的科学家近日却表示,他们的计算表明,火星大气中的甲烷气泡正在迅速破裂,很可能是受到了来自星球表面某种化学物质的影响。照此下去,任何活着的有机物都将被甲烷这种“化学武器”摧毁。
1807382675 发表于 2009-8-8 01:39 | 显示全部楼层
法国人说话不讲逻辑么?火星大气层里的成分怎么样有什么关系,到火星穿宇航服和外界是隔离开的啊.,
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-8-26 08:52 | 显示全部楼层
俄专家说人类登火星的最佳时间在100年后
2009年08月25日 23:24:18  来源:新华网  
  
    新华网莫斯科8月25日电(记者聂云鹏)俄罗斯“能源”火箭航天企业首席科学顾问、俄科学院院士切尔托克25日说,在世界目前的经济和科技条件下,实施载人火星项目并不合算,人类登上火星的最佳时间在100年后。

    切尔托克当天在莫斯科举行的第六届国际航空航天大会上说,在载人航天领域,人类截至目前还没有实现像无人航天领域那样的重大突破,“因此,目前把钱花在研制自动探测器来研究火星比派遣长期考察组登火星更加明智,并且人类登上火星所获得的资料不见得比用探测器得到的更多,甚至可能还少”。

    切尔托克说,人类登火星的最佳时间在100年后,最快也要在50年后,目前比登火星更重要的是先登上月球。重返月球不是为提升国家形象,而是为对月球进行长期研究。

    切尔托克认为,从长远来说,人类不仅应该成为太空探索者及建设者,更应该成为太空旅行者。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-10-20 10:46 | 显示全部楼层
科学家借助宇宙飞船 可实现地球、火星持续通话

2009年10月20日 07:34   来源:中国经济网综合

    据英国《每日电讯报》报道,科学家近日找到了一种同火星保持持续通话的方法,这对未来实现火星载人航天飞行大有裨益。

    此前科学家们认为,由于太阳的遮挡,持续同火星保持数周的通话时间并不可能。但是英国斯特拉思克莱德大学科研人员找到了只通过一艘宇宙飞船就可实现地球、火星持续通话的方法。

    据悉,这一突破性发现是根据拉格朗日点(Lagrangian points)理论得出的。所谓拉格朗日点是指在太空中,在两大物体引力作用下,能使小物体稳定的点,于1772年由法国数学家拉格朗日推算得出。在该点处,小物体相对于两大物体基本保持静止。1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星(见脱罗央群小行星)在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中,按推论有5个拉格朗日点,但只有两个是稳定的。在拉格朗日点,卫星或者太空望远镜能够同地球和太阳保持相对静止。

    研究团队成员马尔科姆-麦克唐纳说:“实现人类登陆并探索火星的障碍之一就是通信。当太阳遮挡住火星时,这也就彻底断绝了地球上的地面控制中心同在火星上的宇航员实现通联的可能性。但是通过让带有连续推进系统的宇宙飞船保持在拉格朗日点,我们推算可以实现地球同飞船的持续通信,以及飞船同火星的持续通信。”

    “我们还发现,利用相似的技术,只需两艘飞船,能进一步提高地球同火星的通话质量。一艘飞船在火星上空飞行,使得通信只能局限在一个火星极地区域。然而借助两艘飞船,我们能够实现同火星更大区域的通信。”据了解,这一最新发现将会在本周在韩国举行的第60届国际航天大会上公布。

    这一研究成果是在为欧洲航天局“BepiColombo”号水星探测飞船项目研发的T6推进器技术的基础上做出的。据悉,“BepiColombo”号水星探测器定于2014年发射,飞行70亿公里后将于2019年进入绕水星轨道。这将是迄今为止欧洲最复杂的科学任务,最雄心勃勃的太空探测工程。

    (来源:新浪科技 唐宁)
hpyfy 发表于 2009-10-20 11:52 | 显示全部楼层
我觉得这一百年只要实现无人的火星绕落回就行了.
hpyfy 发表于 2009-10-20 11:56 | 显示全部楼层
我觉得这一百年只要实现无人的火星绕落回就行了.
snowtiger 发表于 2009-10-20 11:57 | 显示全部楼层
甲烷爆发其实是好事情,有利于把火星变暖和些。
  火星去一趟不容易,各类物资都要考虑在多次任务中重复使用的问题。比如飞船乘员的生活舱最好留在环火星轨道上,几次任务的生活舱对接在一起,给后来人留个落脚的地方。能对接上备份的登陆舱和货仓以备不时之需就更好了。其实个人认为火星飞船已经差不多是个空间站的规模了。这些“空间站”飞到火星轨道之后就该再组合成更大的空间站供后来者生活和展开各项任务。
pensking 发表于 2009-10-20 11:57 | 显示全部楼层
发现楼主对深空探测特别的感兴趣,同好啊
感觉国内这一块的网站和论坛还是不多,专注天文的倒挺多
Discover有很多这方面的纪录片,可以去找来看看
snowtiger 发表于 2009-10-20 11:58 | 显示全部楼层
真正展开火星载人登陆任务大概得到2060年上下了。起码得等中美两国月面长期考察站搞成常态化之后再来考虑。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-10-20 12:58 | 显示全部楼层
发现楼主对深空探测特别的感兴趣,同好啊
感觉国内这一块的网站和论坛还是不多,专注天文的倒挺多
Discov ...
pensking 发表于 2009-10-20 11:57

谢谢,同好!同好!
cmj9808 发表于 2009-10-20 14:26 | 显示全部楼层
推荐一个主要介绍深空探索的网站,以行星科学为主,兼顾技术
http://www.unmannedspaceflight.com/
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-10-21 18:43 | 显示全部楼层
科学家借助宇宙飞船 可实现地球、火星持续通话

    据 ...
hkhtg090201 发表于 2009-10-20 10:46

另一版本:
离子推进卫星提高地球与火星间通信能力

新闻发布时间:2009-10-21

  [据每日科学网站近日报道] 地球和火星之间的直接通信会被太阳强烈干扰甚至封锁,每次持续数周,中断人类未来造访火星的任务。来自欧空局和英国的工程师们可能已经找到了解决方案——采用新型轨道与连续离子动力推进相结合的方式。
  
  欧洲研究人员研究了影响未来人类火星任务可能出现的关键问题的解决方案:如何确保无线电通信的稳定性,即使在火星和地球直线位于太阳两侧,所有的地面对火星任务控制信号都被封锁的情况下。这种情况被称为“交合”(conjunction),每780天出现一次。
  
  火星通信问题的解决方案是在火星附近特定的轨道(B-orbit)上放置两颗通信中继卫星。然而,为使卫星不受重力影响保持在原位,他们将安装先进的电离子推进器。
  
  离子推进由太阳光提供动力,以微量的氙气作为推进剂,将使卫星停留在地球和火星的轨道之间。卫星就能够在“交合”期间中继火星与地球之间的无线电信号,确保在火星的宇航员和地球的联系。 (中国航天工程咨询中心 侯丹 陈菲)
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-10-21 18:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 hkhtg090201 于 2009-10-21 19:36 编辑
推荐一个主要介绍深空探索的网站,以行星科学为主,兼顾技术
cmj9808 发表于 2009-10-20 14:26

多谢!接下来我会仔细看看,....
snowtiger 发表于 2009-10-21 20:43 | 显示全部楼层
另一版本:
hkhtg090201 发表于 2009-10-21 18:43


光速极限摆在那里,只能提高带宽改善信号质量。减少延迟方面没啥好折腾的。除非那个啥量子纠缠通信实用化了,否则深空探索任务的宇航员总要自己面对各种突发情况,没法指望地面帮忙。
hpyfy 发表于 2009-10-22 00:05 | 显示全部楼层
美国的什么跟什么不清楚,中科院建议从月球起飞前往火星。
liudao 发表于 2009-7-24 18:14



    中科院改战略忽悠局编制了?? 这个恐怕一百年内都实现不了.
 楼主| hkhtg090201 发表于 2009-10-27 15:55 | 显示全部楼层
俄罗斯航天专家称:载人火星项目须考虑使用核能

2009年10月27日 11:30   来源:新华网   聂云鹏

    俄罗斯“能源”火箭航天企业总裁兼总设计师维塔利·洛波塔26日说,未来载人火星项目只有通过使用核能才能实现。

    洛波塔当天在莫斯科举行的一个航天学术会议上表示,未来的登陆火星及探索整个太阳系工程依靠目前的火箭技术无法实现,鉴于人类目前还未找到新能源来源,“要实施这些项目必须考虑采用核动力装置才有可能”。

    他认为,人类可以先在发射的各种卫星上试验核能技术,之后可以建造使用核能的货运飞船及载人飞船,然后发射到地球同步轨道、月球轨道、火星及太阳系其他星体进行探索。

    洛波塔说,根据飞行任务的不同,人类探月及登陆火星所需核动力装置的功率将从500千瓦到6兆瓦不等,而要开发宇宙深空所需的功率要达到24兆瓦。他认为,人类在接下来的十年间能够研制出功率为150千瓦至1兆瓦的飞船用核动力装置。

    此外,洛波塔还表示,与开发月球相比,人类应该先开发火星,因为人类登陆火星所使用的新技术完全可以重复用于开发月球,“而反过来,开发月球的技术要应用于登陆火星还存在一定的复杂性”。因此他认为,登陆火星应成为人类航天发展的优先方向之一。 (责任编辑:徐晶慧)
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