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楼主: hkhtg090201
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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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 楼主| hkhtg090201 发表于 2010-1-23 10:32 | 显示全部楼层
陈年老办法重提:

科学家称:千年后人类有望将火星变宜居星球


2010年01月23日 08:15   来源:国际在线



    温室效应对于地球来说可能是灾难性的,然而却有可能帮助人们在火星上开始新生活。据德国《图片报》援引《国家地理杂志》的报道称,行星专家认为,1000年后,人类有可能通过温室效应将火星变成适宜人类居住的星球。

    研究人员表示,如果要“移民”火星,首先要想办法提升火星表面的大气温度,以释放在冰帽和土壤中富含的二氧化碳气体。而这可以通过工厂生产温室气体、操控陨石撞击火星或者在火星轨道上安装镜子反射太阳光等做法实现。

    一旦温室效应开始显现,足够的二氧化碳气体使火星大气温度上升至冰点以上时,火星上将会出现降雨和河流,这将成为开始火星生活的第一步。接下来,人类可以将细菌、藻类和苔藓等带到这片荒芜的大地上,之后火星上将会长出被子植物和树木。为了给不断出现的城市提供能源,人类将会建起核电站、风力发电设备和热核反应堆。

    科学家预计,就算1000年之后人类开始了在火星上的生活,人们外出的时候还是需要带上人工呼吸装置。因为火星大气中氧气含量的提升将是一个非常漫长的过程。(国际在线专稿:Zak)

(责任编辑:杜佳)
 楼主| hkhtg090201 发表于 2010-1-24 14:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 hkhtg090201 于 2010-1-24 14:56 编辑

瞄准Phobos -NASA概述载人火星的灵活路径。
Taking aim on Phobos – NASA outline Flexible Path precursor to man on Mars

http://www.nasaspaceflight.com/2010/01/taking-aim-phobos-nasa-flexible-path-precursor-mars/





   

   

   


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shaolin1254 发表于 2010-1-24 15:29 | 显示全部楼层
载人火星。。。。。。时间长、速度慢、困难多。。。。。。
snowtiger 发表于 2010-1-24 15:56 | 显示全部楼层
先在近地轨道把空间站玩熟了,整出实用化的再生式生保再说吧。反正火星飞船偶觉得就是个带上发动机和着陆器的空间站。
lixianghua 发表于 2010-1-28 09:13 | 显示全部楼层
我想最好的办法就是要在运载火箭动力的技术方面有所突破,能有新的形式的动力系统,这样才能突破时间,速度,空间和重量上的限制.
 楼主| hkhtg090201 发表于 2010-1-29 10:33 | 显示全部楼层
人类欲建火卫一基地 该卫星或保存火星生命证据

2010年01月29日 09:16   来源:搜狐IT




    据英国新科学家杂志报道,火卫一是科学家们所熟知的一颗太阳系卫星,它并不及小行星大,质量仅为地球十亿分之二。这颗卫星没有大气层,重力接近于零,但它仍是火星两颗卫星中最大的一颗。目前,科学家最新研究分析显示,火卫一将成为人类太空的未来哨站,是未来人类在太空扩张性探索的第二个家园。

    火卫一作为勘测火星的中转站

    月球是地球的卫星,虽然与地球之间距离非常近,但月球存在的重力作用需要具备更大的火箭运载宇航员往返航行,同样,火星也具有明显的重力影响,重力作用将使人类在外星球建立基地进行火箭发射具备更高的运行成本。实业家诺曼·奥古斯丁带领的一支独立专家研究小组统计数据表明,就当前美国宇航局2020年的火星登陆计划,美国政府将承担一笔巨额财政支出,预计每年需要30亿美元。在报告中奥古斯丁提出一个建议——先将宇航员派遣至火星附近的小行星或者卫星上,建立一个中转勘测站。美国加州火星学会主席帕斯卡尔·李称,火星勘测任务大部分费用成本都用于运载宇航员往返旅程中,火卫一将是登陆火星的“最佳门阶”。

    火卫一质量很小,因此它的重心引力非常微弱,基于火卫一进行载人航天飞行仅需要最小型的航天器即可。这意味着以火卫一作为中转站要比月球更易实现航天器发射任务,而且需要的费用更低。同时,在火卫一表面放置望远镜或者发射远程控制登陆器,将更容易展开对火星的勘测探索。然而,将火卫一建造成为人类未来的太空中转站并不是那么简单,至今火卫一仍是天文学界充满神秘感的星体。帕斯卡尔说:“我们差不多对太阳系内所有星体都有所了解,但火卫一却除外,我们目前仍不能确定这颗卫星是如何形成的。”

    火卫一具有多空穴表面,可为人类提供躲避太空辐射的栖息地

    火卫一和火卫二是1877年由美国天文学家阿萨夫·霍尔发现的,火卫一是一颗直径不足28公里宽的不规则岩石卫星,火卫二比它更小。它们并不是太空小行星,而是被火星重心引力完全束缚。将火卫一作为探索火星的中转站计划是基于70年代对火卫一成分的首次测量结果提出的,从火卫一表面反射的太阳光显示其表面是暗黑色的,吸收了90%以上的入射太阳光线,火卫一表面质地与碳质球粒状陨石(carbonaceous chondrites)十分接近,同时火卫二的状况与此类似。

    火卫一处于一个随机性倾斜轨道,它与火卫二的运行轨迹都靠近火星赤道。运行轨道接近火星赤道暗示着这两颗卫星诞生于形成火星的相同合并星云,可如果是这样的话,它们的成分却无法解释得通,它们的成分应该类似于火星岩石,而不是之前研究证实的碳质球粒状陨石结构。科学家为了深入理解火卫一的成分和起源,欧洲宇航局“火星快车”探测器曾于2006年和2008年分别近距离飞越火卫一表面,2006年距离火卫一表面460公里,2008年距离火卫一表面270公里。随着“火星快车”接近火卫一,这颗卫星的微弱重力只改变探测器飞行速度每秒几毫米,尽管如此,地面任务控制人员还是通过无线电跟踪信号探测到相应的变化,载波信号变化率只有万亿分之几。

    德国科隆大学的马丁·帕特佐德是“火星快车”射电科学实验负责人,他指出目前对火卫一勘测取得的成就是各方面努力的结果,现在对火卫一质量的测量结果比之前测量数据精确100倍,同时它将可能成为人类勘测火星内部结构的一个代理航天中转站。“火星快车”在近距离飞越火卫一时,其携载的高清晰立体视觉摄像仪绘制了火卫一表面迄今最精确的3D模型,并测量了它的体积。帕特佐德称,火卫一的密度非常低,它一定是多孔中空状星体。因此它并不是简单的固体岩石结构,很可能具有中空孔隙,它将为未来宇航员躲避太空辐射伤害提供便利条件。

    由于迄今未获得火卫一的实际标本,它的成分具有很大程度的未知性。如果它是一颗被束缚的小行星,那么它的构成成分密度将略低于普通岩石,中空孔隙占卫星体积的15%,如果它是由火星岩石构成,那么中空孔隙将占卫星体积的45%以上。

火卫一的形成起源之谜

    令科学家们费解的是,假如火卫一成分与火星岩石相一致,那么中空孔隙结构意味着这颗卫星不可能形成于来自火星轨道的微小灰尘微粒。目前,帕特佐德和比利时皇家天文台的帕斯卡·罗森布拉特更倾向于另一种观点——陨星在火星上形成巨型碰撞,导致较大的碰撞残骸飞溅至轨道,之后这些残骸以巧合角度结合在一起,形成了现今的火卫一。为了测试这一猜想,今年3月“火星快车”将再次近距离飞越火卫一表面,此次该探测器计划仅距离火卫一表面60公里,这样将提供更直接的火卫一重力作用证据。

    帕特佐德说:“重心引力与卫星内部质量分布有着直接关系。”目前,研究人员希望进一步分析火卫一的成分构成,之前的光谱分析结果显示火卫一是被火星引力束缚的小行星。罗森布拉特指出,之前的火卫一表面光谱数据与历经数十亿年的太空侵蚀风化有着直接关系,没有大气层保护,合并形成火卫一的火星岩石在数十亿年中将承受大量太阳带电微粒辐射,这种作用下从而掩盖了它们的真实成分,并使光谱勘测失效。如何解决这一问题呢?科学家认为需要登陆火卫一,并将表面成分样本带回地球。

    2011年末,俄罗斯计划发射火卫一勘测任务,该任务命名为“火卫一土壤分析”任务,罗森布拉特说:“没有关于该卫星成分的信息民,我们无法理解火卫一的起源,‘火卫一土壤分析’将揭晓其中的谜团。”

    火卫一或许保存着火星早期生命的化学信息

    火卫一土壤分析任务可以向行星科学家提供火星至关重要的信息,在过去40亿年里陨星碰撞火星导致大量的残骸进入火星轨道,火卫一则必须承受来自火星的“残骸流星”,其中包括一些大质量残骸物质,比如火卫一表面9公里宽的“斯蒂克尼陨坑”。但多数都是质量较小的残骸碰撞在火卫一表面,其可行性解释来自于火卫一表面的沟槽线,前不久“火星快车”绘制的图像显示这些沟槽位于火卫一极地顶端,该区域在绕轨道运行时总是朝向火星,这是接收火星残骸物质的天然圆心区。

    一项令科学家感兴趣的重要事实是火卫一表面存储着数十亿年来的火星陨石样本,同时它也可能保存着太阳系里其他星体的陨石样本,帕斯卡称,火卫一存在的早期火星陨石样本或许比在火星表面的陨石样本保存得更好,甚至有可能保存着火星生命的化学信息。他强调称,火卫一将是人类未来勘测火星最理想的中转站!它不仅为我们提供了便利的勘测条件,还有助于我们进一步揭示太阳系更多的未解之谜。

(责任编辑:徐晶慧)
 楼主| hkhtg090201 发表于 2010-2-11 22:30 | 显示全部楼层
俄航天署署长说登火星项目须用新动力系统

2010年02月11日 08:11:20  来源:新华网

    参差不齐的陨坑边缘。这是火星维多利亚陨坑,它的边缘呈现参差不齐的锯齿形状。这种形状是侵蚀作用所产生的。在陨坑内部,有一片沙丘地。 [更多]

俄专家说俄罗斯核动力飞船将于2018年首飞
    新华网莫斯科2月10日电(记者聂云鹏)俄罗斯联邦航天署署长佩尔米诺夫10日说,未来的载人登火星项目必须考虑使用新的动力系统,其中包括使用核动力装置。

    佩尔米诺夫当天在接受“俄罗斯之声”电台采访时表示,人类在未来要实施载人登火星项目,必须要解决一系列技术问题。而依靠目前的火箭动力系统暂时还无法实施载人登火星项目,因此必须考虑使用新的动力系统,其中包括使用核动力装置,这将大大缩短人类飞往火星的时间。

    他介绍说,俄总统梅德韦杰夫已经要求在建造用于保证星际飞行的动力系统方面采用核技术,俄罗斯目前也已经开始这方面的研究工作。他同时表示,核技术只是新动力系统备选方案之一,俄罗斯也将考虑采用其他动力装置,并计划在这方面与美国开展合作。

    谈到美国可能终止新型载人航天器和运载火箭的研发并放弃重返月球计划时,佩尔米诺夫表示,美国的决定不会影响俄罗斯的航天计划,俄方将继续研制自己的宇宙飞船及运载火箭,并实现在俄境内的“东方”发射场实施载人发射的目标。

    关于航天发射场,佩尔米诺夫介绍说,俄罗斯目前以每年1.15亿美元租用哈萨克斯坦境内的拜科努尔基地作为航天发射场,租期为50年。他说,俄方将与哈方积极协调,在租约到期之前,俄罗斯不打算放弃该基地。但他同时表示,俄罗斯正在进行俄阿穆尔州“东方”发射场的建设,这将“确保俄罗斯航天活动的安全”。

    截至目前,俄罗斯所有载人航天发射和绝大多数航天发射都在拜科努尔基地进行。按俄方计划,在“东方”发射场建成后,俄罗斯将于2015年在该发射场进行首次不载人发射;2018年进行首次载人发射;到2020年,俄所有载人航天项目都将转移至此。

    谈到国际空间站问题,佩尔米诺夫表示,国际空间站参与国在此项目上投入了巨大的财力物力,而“国际空间站内的科学试验才刚刚起步”,因此他认为国际空间站的使用寿命应至少延长至2020年。

    俄“能源”火箭航天集团总裁洛波塔1月曾透露,国际空间站参与国已经就将空间站使用期限延长至2020年达成一致,相关文件将在接下来一至两个月内签署。此外,空间站的建设期限也将延长至2015年。
HaleBoppComet 发表于 2010-2-26 20:51 | 显示全部楼层

ISRO主席称载人探索火星需要国际合作

 1月27日,印度空间研究组织(ISRO)主席拉达克里希南称,人类的首次载人探索火星任务将于2030前由多个国家合作完成。
  拉达克里希南在出席一本名为《月球任务:利用“月球初航”1探测月球》的新书发布会后说:“载人探索火星任务耗资巨大,并且到达火星需要大约250天,这对所有的航天机构来说都是一个巨大的科学和技术挑战。印度将与其它航天国家合作开展载人探索火星任务,并在火星表面进行科学实验。”拉达克里希南还说,“月球初航”2探测器计划于2012~2013年发射,该探测器将重复一些“月球初航”1探测器开展的实验,并完成一些“月球初航”1探测器没有完成的任务。此外,“月球初航”2探测器还将释放一个月球登陆器以收集月球样品,并将收集的数据发回地球。
  NASA与欧洲航天局(ESA)于2009年10月签署了联合探索火星协议,以利用双方的资源和优势探索火星。作为一个航天大国,印度拥有低成本但高端的运载火箭技术,这将使其在未来通过国际合作开展的载人探索火星任务中占有一席之地。
HaleBoppComet 发表于 2010-2-26 20:52 | 显示全部楼层

新概念可能改善地球与火星的通信

地球和火星之间的直接通信会被太阳强烈干扰甚至阻断,每次持续数周,将严重削弱声音、数据和视频信号的传送。特别是当火星和地球被太阳直线阻隔的情况下(这种情况被称为“会合”,每780天出现一次),此时所有地球对火星任务的控制信号都被封锁。这对人类未来的火星探索任务将极为不利。
  不过,欧空局和英国的工程师们可能已经找到了解决方案。在第60届国际宇航大会(IAC)上,研究人员公布了一项由欧空局资助的名为“使用低推力、高比冲推进系统的非开普勒轨道”的研究结果,即在火星附近特定的B轨道(相对于符合自然运行规律的A轨道而言)上放置两颗通信中继卫星。不过,为使卫星不受重力影响保持在原位,卫星上需安装先进的电离子推进系统进行连续的姿态调整。离子推进由太阳光提供动力,以微量的氙气作为推进剂。在新型B轨道上运行的卫星可以始终同时观察到地球和火星,从而确保未来登陆火星的航天员与地球的联系随时保持畅通。
HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:43 | 显示全部楼层

美公布火星探测车设计 附加起重手臂2037年出厂

一家美国公司负责生产美国登陆火星的载人探测器,最近公布了设计蓝图,这个载人火星探测车获得了芝加哥雅典娜神庙建筑设计博物馆运输工具类的“最佳设计奖”,预计



火星探测器设计蓝图曝光



载人火星探测器可以改变火星的景观(蒙哥马利国际设计公司)




载人火星探测器



附加了起重机,宇航员可以将机器人探测器吊起放回原位置






HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:44 | 显示全部楼层

尽管美国宇航局的载人太空探测计划一直处于摇摆不定的状态,不过对于未来的载人火星探测仍然存在着许多创新观念。从行星际火箭到新一代的无人勘测机器人,我们所获取的这些技术最终会将人类宇航员送到火星上。让我们来看看最新设计的载人火星探测器。

一家伊利诺斯州的设计咨询公司接受了这项挑战。一月份,他们设计的载人火星探测器获得了芝加哥雅典娜神庙建筑设计博物馆运输工具类的“最佳设计奖”。同获得“最佳设计奖”的其他产品中,还有梅塞德斯的SLR小轿车和苹果公司的iPod touch。

功能性设计我们都见到过宇宙飞船的“先进设计理念”,它们通常都来源类似的科幻小说之中。未来的宇宙飞船总是具有流线型设计和球型船舱。然而,这些设计的主要缺陷在于,这些宇宙飞船通常体积很大,其中包含了大量无用的空间。在现实中,将任何物体从地球运输到火星上,都需要实现紧凑的空间。蒙哥马利国际设计公司是一家家族运营的设计咨询公司,该公司的所有人格雷格·蒙哥马利说:“探测器要以拆解的状态运到火星上。在飞船内部有大量空置的空间,因此这种探测器要做的第一件设计工作,就要解决在火星上能够将其轻易组装到一起的技术。”载人火星探测器融合了许多带有人性因素的工业设计工程。工程师首先将未来的火星探测者的需求确定下来,然后根据这些需求更改了宇宙飞船的设计。这是一种称之为“功能性分析”的技术。这与设计团队与加利福尼亚的人体工学设计团队的史蒂芬·凯西博士共同合作,能够将模块化的船体组装在一起,在其中宇航员可以舒适地工作、睡眠和锻炼,为时每次可达三周,穿越几百英里的距离。飞船的模块可以根据探测任务进行交换,模块包括一架起重机(可以提升起重载设备),还有供科学家进行现场分析的实验室。蒙哥马利说:“与通常的宇航飞船一样,该设计的关键因素之一依然是冗余度的问题。”这意味着需对设计进行精心考虑,即应该具备各种备份系统和自动防故障系统以防出现系统故障问题。任何一位火星探险者最不愿意遇到的事情便是在穿越火星的水手谷(Valles Marineris)时发生了爆胎的状况,之后还发现没有备胎可用。(尽管这些轮胎不必充满空气,但是它们里面会填满轻型泡沫。)

HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:44 | 显示全部楼层

火星标准

该探测器需要有高度的自动能力,在从火星上撤退时它也能当作一个紧急疏散基地。同时它应该具备可靠、稳定的能源供应,最好能够使用放射性同位素热电发生器 (RTG)。RTG已为许多太空任务提供动力,包括美国宇航局的“卡西尼号”和“新视野”探测器。在放射性物质的小球衰退过程中可以产生出热量,从而将其转化为电能。

尽管太阳能电池板也为一些小型的机器人任务提供电力,如“勇气号”和“机遇号”,但RTG输送的电力可以满足载人探测任务的需求,并且不会受到尘暴的影响,从而给太阳能电池板带来毁灭性的打击。为了便利的目的,该设计团队建议使用“火星标准”的RTG电池。这种电池也能插到其他探测器、设备和陆地中使用。

快乐旅程

格雷格·蒙哥马利的儿子基普作为该项目的设计主管,主要专注下面这个问题:即宇航员尽量在登陆火星的基础下,让他们如何探索这块大陆的方法。尽管探测器中包含了去除宇航服中细粉尘的设计,其船舱的设计还是尽量满足宇航员的舒适感。因此船舱中的宇航员可以呆在里面,直接操作外部的机器人手臂,将灰尘污染降至最低程度。

格雷格·蒙哥马利表示:“内部团队还有一个想法,即探测器应该使用与火星的单一色调相配的颜色。经过研究表明红色让人兴奋,甚至可以刺激人。因此,在漫长的探测旅程中,船舶内部使用蓝色与绿色可以抵消火星的色调。同样内部光线也应该利用光谱进行调节,从而为宇航员提供一个舒适的环境。当在黑暗中行驶时,也可以提高夜视能力。”

联合收割机与火星探测器的结合体?

有关载人火星探测器最有趣的一点可能是蒙哥马利国际设计公司已经具有长达25年的农业设备设计经验。农业机械需要可靠、有效和牢固的设计。所有这些品质对于火星探测器而言显然都应该具备。蒙哥马利补充说:“在火星探测器与联合收割机的设计之间存在着诸多相似处。观察一下这台联合收割机的挡风玻璃,这是凸面的,可以获得更好的视野。”

收割机的外形也被火星探测器继承下来,它为未来的火星驾驶员提供了宽阔的视野,以便于在这个遍布圆石的火星平原和陡峭山峰上驾驶探测器。

2037年制造完成?

截止目前,我们还没提到一个重要的问题:我们究竟到何时才能看到载人火星探测器登陆火星地表呢?答案就是2037年。

那时,地球与火星的接触将会更加密切 (这是一件有“异议”的天文事件)。2007年,美国宇航局表示2037年将是实现火星载人探测计划的理想时间。该探测器设计,或者其部件有望用于这次探测任务中。

然而,自2007年以来情况已发生了很大变化,特别是美国的“星座项目”取消之后,美国宇航局目前对于向行星派遣宇航员没有明确的时间规划,更不提火星了。尽管该公司的设计在国际设计大赛上获得了承认,格雷格和基普父子都很关心一些实际的太空计划。

格雷格说:“我认为在2037年火星载人探测计划是可以实现的,但它取决于现在的政府决策。所以目前情况未知。”

HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:47 | 显示全部楼层

NASA为将来登陆火星的航天员研发食谱

据介绍,美国国家航空航天局需要为登陆火星的宇航员准备20,000顿正餐,不仅要保证食物轻便易于运输,而且要达到五年的保质期。为此,科学家正在做包装、保质等方面的实验。



图:宇航员正在用餐,留意挂在桌边的各种餐具,以及各种各样的调味品



图:食物在失重的状态下“翩翩起舞”



图:宇航员正在国际太空站的厨房用餐









HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:48 | 显示全部楼层

据《洛杉矶时报》报道,美国国家航空航天局(以下简称NASA)约翰逊宇航中心的研究人员正为2030年登陆火星做太空食品方面的研究。

据介绍,NASA需要为登陆火星的宇航员准备20,000顿正餐,不仅要保证食物轻便易于运输,而且要达到五年的保质期。为此,科学家正在做包装、保质等方面的实验。

据了解,曾被航天飞机和国际空间站的宇航员特别钟爱、且能在一定程度上抚慰他们思乡之苦的奶酪通心粉,已经被排除在菜单之外。主要是因为奶酪通心粉的透明包装无法抵御受潮和氧气的侵袭,作为主要成分的面团不具备足够长的保质期。而改用金属薄膜做包装也行不通,因为金属太重不利于运输。

NASA太空食品技术主管米歇尔·帕卓诺克(Michele Perchonok)表示,“希望这一问题在2015年或2016年得到彻底解决。”

这是摆在米歇尔·帕卓诺克与她共事的15位食品实验科学家面对的难题:为登陆火星的宇航员设计出一系列轻巧、营养丰富、味道鲜美而且保质期够长的食品。

将人类送上行星际太空,NASA需要解决多方面的技术问题,其中包括,航空工程师必须有效控制“战神一号”运载火箭发射时产生的剧烈震动;可用性专家必须设计出敏捷轻巧的宇航服;材料科学家必须研制出一种吸热物质,吸收“猎户座”载人飞船以每小时25,000公里的时速穿越大气层时产生的巨大能量。虽然太空食品研究与以上这些火箭技术无关,但它给科学家提出个大难题,同时也是成功人类登陆火星不可或缺的条件之一。

可以想象一下,为登陆火星,需要一次准备6,570顿早餐、午餐、晚餐以及小吃,满足六位宇航员三年以上的食物需要;保证每人每天3.2磅的食物量,比生活在地球上的美国人每天的平均食物摄入量少三分之一;而且还得保证每样食物有长达五年的保质期。最后,还需要把它们运送到5.5千万公里之外的火星上——要知道,那里可只有极其简单的厨房设施。

如此难题面前,米歇尔·帕卓诺克却气定神闲。在她看来,为宇航员登陆火星设计合适的菜谱,和许多需要解决的科学问题一样,“我们总会找到解决办法。如果解决不了食品问题,整个登陆火星的计划就无法实施。我可不想背上这个责任。”

回顾一下太空食品的发展过程——美国第一代太空宇航员因为在太空逗留时间很多,根本不用考虑食物问题。后来飞行时间渐长,原先为U2侦察机设计的航空食品转而用于供应宇航员。

曾在1960年代参与国家航空航天局宇航员食品供给计划,退休前供职于鲁特格斯大学(Rutgers University)的营养与食品科学教授保罗·拉钱斯解释说,“当时的太空食品那就是像牙膏一样的蔬菜酱,简单来说就像婴儿瓶装食品一样。而且,早期研究的问题很简单,主要是考虑食物是否会在漂浮;是否会误入呼吸道等等。只要保证航天员不发生哽咽窒息的情况就可以了。”

到了阿波罗计划,太空食品开始接近一般的日常食物,其中包括供应早餐的脱水香肠肉饼与什锦水果;供应正餐的肉酱意粉等。

发展到今天,太空食品更是日趋复杂。备受航天飞机和太空站宇航员钟爱的太空食品包括干冻鲜虾盅;辐照铁板牛肉以及耐储存的樱桃蓝莓脆皮派等。

HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:49 | 显示全部楼层

图:宇航员在国际太空站用餐情景。干冻鲜虾盅;辐照铁板牛肉都很受欢迎——但这些食物要上火星还未够资格



图:科学家正研究,是否可以让宇航员可以在火星上使用营养液培植蔬菜和水果




HaleBoppComet 发表于 2010-3-16 09:50 | 显示全部楼层

当然,很多其它日常的食物还是让NASA束手无策。例如,他们无法研制出符合失重状态下的比萨,因为饼底与馅料的保存方式完全不同;也做不出芝士蛋糕,因为无法避免芝士在保质期内发生硬化。

虽然味道理所当然很重要,但对于远在天边,一时无法得到先进医疗照顾的宇航员来说,食品安全才是重中之重。

如今,NASA有多样的措施,保证食物有两年的保质期,以满足国际太空站的需要。

其中包括:将煮熟的食物封存在柔软的金属薄膜内,并放置在工业用的压力锅内加热。加热过程产生的热量能够杀灭各种微生物,像罐装食品一样得以保存。

利用辐照的技术保存肉质食物,使之在常温下保存两年之久。

制作干冻食物,由于干冻脱水,使细菌和其它微生物无法繁殖从而达到保存食物的目的。这类食物在航天飞机上很实用,因为太空船的燃料电池会产生水作为副产品。但在火星上水的供应很短缺,使这一技术发挥作用的空间很有限。

现在研究登陆火星的太空,要求更长的保质期。

据估计,当地球和火星行至距离最小时,也至少需要6至8个月的时间飞抵火星。然后科学家大概需要在火星上逗留一年半的时间,等到下一次地球和火星行至距离最小时返回地球。如果国家航空航天局还要提前派送太空舱发送食物,那这些太空食品的保质期需要达到五年之长。

如今太空站的一些食物也许可以达到保质的要求,但要想保持原汁原味则不大可能了。

由于美拉德反应——糖类和氨基酸间发生的化学反应,经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质——导致食物发黑,有时在罐装或包装食品也会发生。而少量的氧气也会引起氧化反应,使食物发霉,并导致维他命和矿物质的流失。而少量的水汽又会引发微生物的活动,改变食物的颜色、味道和质感。

为了减缓无可避免的化学反应,NASA正在研究相对低温的杀菌技术,以延长食物的保质期。其中最领先的是一种依靠压力而非温度的杀菌技术。

具体操作是:将食物封装好之后,在250度下加热三分钟,然后将之放入鼓状的容器内,往容器加水使达到每平方英寸有100,000 磅的压力,持续五分钟就可以杀灭食物内所有潜伏的有害细菌。由政府、科研机构、工业研究员联合组成的研究团队前后共花了九年时间,使这一水压系统能够运用于低酸性的食物——此类食物往往最容易成为某类细菌的温床。美国食品和药物管理局二月时确认,军方可以利用这一技术制作保质期长达三年的家乡土豆泥,有关方面也正开始将此技术推广到更多食品上来。

另一领先技术是结合微波辐射,将封装好的食物放置于水中加热五至八分钟,远远低于普通的四十至六十分钟的加热时间。因为高温加热的时间大大缩短,使得食物味道更鲜美,还得以保存更长的时间。美国纳迪克士兵中心和华盛顿州立大学的研究人员已经使用这一技术研制出与众不同的土豆泥,正等待食品与药物管理局的审核。同时,他们也正利用这一技术研制奶酪通心粉和鸡肉面团。

以上的技术都要求使用特质的包装材料,保证在高压下不发生磨损。金属薄膜并不适合微波杀菌;考虑其重量也不利于运输;而且如果在火星表面燃烧还会留下碎末。

无论最后研究人员研制出使用什么样的材料,都必须有效地保证食物不受水分和空气的侵袭。

米歇尔·帕卓诺克团队负责包装材料的研究员汤姆·奥齐奥梅克,目前正在测试一种新型的涂有一层氧化铝纳米的聚乙烯材料。该氧化铝层能够和金属薄膜一样起到保护隔离水分和空气的作用。这种高科技的塑料能够使食物的保质期达至18个月。这对登月计划是足够了,但对于登陆火星还远远不行。

米歇尔·帕卓诺克表示,现在还不清楚登陆火星的宇航员是否会拥有一个太空厨房,通过加冷水或热水或者使用简单烤箱加热食物。可能会有简易面包机,或者一台多功能设备可以将黄豆加工成食用油或者豆腐,将小麦加工成面团和早餐谷物。

只有确定了合适的食品保存与包装技术,太空食品专家才能着手研究菜谱,修正旧有的太空食品菜谱,并创作新的菜式。看看他们的实验室,真有点像家政课堂。不同的只是这里有各种仪器,包括真空适度分析仪、PH值测量仪、色度计、质地分析仪、黏度计等等,以及一个巨大的保质期测试室。米歇尔·帕卓诺克预计2013年将可以开始着手具体菜谱的研究。

同时,科学家也在衡量为宇航员食谱增添新鲜水果和蔬菜的可能。国家航空航天局1960年代首次在太空实种植物。佛罗里达州肯尼迪太空中心的一个研究团队也在研制一个半球形空间,使宇航员可以在其中用营养液培植莴苣、土豆、胡萝卜以及绿洋葱等。

米歇尔·帕卓诺克还表示,“如果最后真的没有办法排除使用金属薄膜,那我们只能强调它的多功能用途,例如,可以用他们来保存火星的泥土样本。”最后甚至半认真半开玩笑说,“甚至,用它们来储存脏衣服也行吗!”


 楼主| hkhtg090201 发表于 2010-3-16 10:54 | 显示全部楼层
丰富的资料,不错,谢谢!
着急上火1 发表于 2010-3-16 12:31 | 显示全部楼层
我觉得载人火星任务还是不要把核动力和化学动力放到首选的好。化学动力太慢,耗时长,从而引发出许多新的难题。核动力(包括核电动力)其危险性可想而知,在飞船的总体设计上,屏蔽、隔离、散热、故障维护等等都是一堆堆的麻烦。

我觉得在火星任务中还是以光电动力为妙。光电就是翅膀太大,但是成熟安全放心,在内太阳系使用不见得比核电站差多少。而且使用电火箭作动力,一般来讲飞船走的是一条‘直飞’路线,到达目标区必须大减速否则就脱靶漂没影了。这样就要求能源动力系统有着高度的可靠性。发动机一般没问题,使用电火箭肯定是一装一堆,总有几个好的。但核反应堆却没法一装一把,而且高温、转动、流动部件多,还没法修。一旦出了问题就只能说拜拜了(几个月的告别期,也太折磨人了)。而太阳帆板则保险的多,就算出了转动、短路、破损等等故障,也存在着宇航员出舱维修的可能性和可行性,比反应堆放心多了。

并且后期处理上,光飞船也比核飞船方便。火星飞船返航后,巨大的太阳板可以继续留在地球轨道上改作它用,而反应堆,谁会去给它更换燃料、轴承、阀门呢?

所以,俺认为未来的火星飞船的最佳模式一定是个带两巨翅的大鸟。
暗夜流星 发表于 2010-3-16 15:21 | 显示全部楼层
再生式生保不是技术难度小,花钱不多,而是技术难度特别大。
现在的技术,连太空站里面的异味都去除不掉。


相反,我觉得再生式生保才是最大的困难。这个搞出来了,以后就是千秋万代永远受用的东西。而现在很遗憾的没 ...
snowtiger 发表于 2009-10-29 12:23
parifindo 发表于 2010-3-16 16:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 parifindo 于 2010-3-16 16:50 编辑

同意楼上的观点,在一个接近封闭的系统里实现无限的资源再生,违反热二定律。以前的“生物圈二号”实验的失败也证明了这种技术的难度。
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