去火星容易,為什麼說宇航員不能從火星返回?

如果單純的想去火星,不用想著回來,確實可以做到!但是以現在的技術把人類從火星帶回地球確實是不現實的,甚至可以說是不可能的。

盡管火箭推進、制造和硬件的再利用在最近幾年有了長足的發展。

但科學家和各種太空機構仍然受到美國宇航局在60年代面臨的相同問題的制約,即重力和能量。

從火星返回地球對人類來說比單程前往月球或火星的任務更具挑戰性和危險性。

首先,火星的引力比月球強。

火星上的重力是月球的兩倍多《大約是地球的三分之一》。

目前,如果你想把人帶到火星,運載火箭的成本和逃離火星引力所需的燃料都高得令人望而卻步。

從月球表面每提升一公斤質量,就需要從地球發射632公斤的硬件、油箱和燃料。

從火星表面發射1公斤重物的成本是從月球發射的10倍以上。

有人提議利用火星上的自然資源建造火箭發射場或生產燃料。

但是挖礦設備太重了,得先運到火星。

即使沒有開采,所有礦產資源都提前整齊地堆放在火星上直接使用,但將這些資源轉化為合金材料和可用火箭燃料所需的制造設備,要比直接從地球運載硬件和燃料貴得多。

甚至更重。

雖然理論上可以在火星上生產燃料,但這些方法超出了當前的技術范圍。

去火星容易,為什麼說宇航員不能從火星返回?

火星更遠

阿波羅宇航員用3天時間從地球到月球跨越38萬公裡。

地球和火星之間的最短距離大約每2年發生一次,約為7800萬公裡,是月球運行距離的203倍。

但在軌道轉移過程中,火星也在運動,所以應用霍曼轉移軌道原理表明,在沒有極高能量《如高速》的情況下,地球到火星的最短路徑實際上是5.93億公裡,長了1543倍比去月球旅行。

火箭的極限速度

我們可以通過長時間持續加速來達到驚人的速度。

但對於所有加速,重型發動機和足夠的燃料和油箱是必須的。

此外,如此重的設備燃料需要幾乎相同數量的燃料才能減速才能安全降落在火星上。

解決這個問題的一種方法是在地球上留下大量燃料《可能還有發動機》,同時隻運輸有效載荷。

以光的形式向移動的有效載荷輸送能量是實現這一目標的一種方法。

但就像核發動機、離子驅動器和磁力推進器一樣,這些都還沒有到來。

此外,即使是100%效率的發動機也需要大量能量才能行駛該距離。

船員補給

根據以上2和3,使用任何技術前往火星的最短時間為6-8個月。

在此期間,維持船員生存所需的補給增加了本已嚴重的重量問題。

還要考慮維持火星上的宇航員所需的大量物資和住所。

從火星返回需要補給就比較麻煩了,因為你需要帶上更多的燃料和油箱來加速火箭脫離火星軌道返回地球。

如果你想在火星上自給自足並在火星上生產食物,那麼建造和維護更多的設備將需要時間,這反過來又會增加從地球發射的有效載荷質量。

誘導宇航員進入深度睡眠狀態可以減少所需的總供應量,但這種技術目前存在風險,未經測試,不屬於我們當前技術的一部分。

創建火星計劃

美國宇航局2009年的報告『AustereHumanMissiontoMars』確定,4人返回火星的任務需要在低地球軌道上組裝多個硬件和燃料有效載荷,這些有效載荷由提出了戰神五號火箭,它比土星五號更大。

戰神五號總共需要發射13次,才能將所有硬件、設備、燃料和機組人員首先送入近地軌道。

那將是整個阿波羅計劃中土星五號發射的總數。

另外四枚較小的火箭將從地球軌道運載不同的硬件、燃料、物資和機組人員有效載荷到火星。

其中一些有效載荷最終將下降並降落在火星表面,而其他有效載荷則在火星軌道上等待。

地面工作完成後,最小和最昂貴的發射將把機組人員和土壤樣本帶入火星軌道,與等待在火星軌道上的燃料和補給有效載荷會合,然後飛出火星軌道返回地球。

如果沒有冷戰的壓力,公共或私營部門不會有足夠的資金或興趣來資助這麼大的項目。

但未來肯定會有載人火星任務,而且可能很快。

但就目前而言,載人火星任務隻是單程旅行,否則將需要開發當今不存在的技術。