距離星艦首次發射失敗僅僅過去兩個月,馬斯克宣佈即將再次發射。
我們知道,從地球到火星,最少需要9個月,在這9個月之中,飛船隻能按照預定的軌道飛行,幾乎不可能掉頭,也不可能發射救援飛船。
在往返至少18個月的火星任務中,不允許出現任何意外,不然都是災難性的。
如果遇到隕石撞擊飛船,氧氣泄露,根本沒有補給的機會。
那麼現在太空飛行中的空氣補給問題是如何解決的呢?
在過去的航天飛行任務中,宇航員必須攜帶足夠的氧氣和氮氣儲存在氣罐中,但隨著科技的進步和對資源利用的追求,研究人員已經開始探索從宇航員呼出的二氧化碳中制取氧氣的方法。
在未來地外空間站建設過程中,科學家們計劃在其中安裝設備,以便從船員呼出的二氧化碳中提取氧氣。
這項技術的實現,將減少對地球上有限氧氣儲備的依賴,並且使得長時間的太空探索成為可能。
同時,在美國國家航空航天局《NASA》的約翰遜宇航中心,科學家們正在進行一項名為空氣和水循環利用技術的測試。
在這項測試中,志願者被送進一間密封艙中,隻提供有限的空氣和水,以測試循環利用技術的效果。
科學家們運用機械和化學手段循環利用艙內的水和空氣,包括尿液在內。
過去的研究還包括利用植物,尤其是小麥,通過循環產生氧氣的實驗。
早在1997年,科學家們就利用植物和生物化學循環技術進行了為期60天和90天的實驗。
馬歇爾航天飛行中心是NASA位於阿拉巴馬州亨茨維爾市的一個重要研究中心,科學家們曾在這裡設計出用於空間站的生命支持系統。
這個系統利用集中器回收二氧化碳,並通過一個二氧化碳減量裝置將純度達到95%的二氧化碳與氫氣反應,產生水以及其他無用物質,其中的水可以作為航天員的飲用水。
比較臟的水則被送入氧氣發生器中,通過電解裝置將其分解成氧氣和氫氣,其中的氧氣被送回艙內供宇航員呼吸使用,從而實現循環利用。
而氫氣則被用於推進系統,維持空間站以恰當的姿態運行,並將其送入合適的軌道。
在過去的太空飛行中,二氧化碳的回收利用並不常見。
最初,前蘇聯使用一種多步驟的化學回收系統來獲取氧氣,以應對航天飛行中的延時情況。
然而,現在的技術已經轉而使用類似電解的過程來制取氧氣,所需的電解水由『進步號』宇宙飛船負責輸送補給。
美國的航天飛船上也是通過類似的方式進行空氣補給。
通過這些循環利用技術,宇航員在太空中的氧氣供應將變得更加可持續和可靠。
這些方法不僅減少了對地球上有限資源的依賴,還為未來的太空探索提供了更廣闊的可能性。
隨著科學家們不斷改進和發展這些技術,我們有望實現更長時間、更遠距離的太空飛行,並為人類在宇宙中的探索鋪平道路。
那麼,載人登陸火星要多少空氣?夠來回使用嗎?
載人登陸火星所需的空氣量取決於多個因素,包括任務的持續時間、宇航員的數量和活動水平等。
下面是一個大致的估計:
假設一次火星任務包括兩名宇航員,持續時間為1年《往返旅行和停留在火星表面的時間》。
根據NASA的估計,一個人每天需要大約0.84千克的氧氣。
因此,一名宇航員在1年的任務期間大約需要消耗 0.84千克/天 × 365天 = 306.6千克的氧氣。
考慮到航天任務的安全性和備用氧氣供應,一般會增加一定的儲備量。
通常會增加15-20%的額外儲備,以應對突發情況。
因此,兩名宇航員在一次火星任務中所需的總氧氣量大約為:
2人 × 306.6千克 + 15-20%的儲備 = 大約 613.2千克至736千克的氧氣。
要確定是否足夠來回使用,還需要考慮如何在火星上獲取和循環利用氧氣。
目前,科學家們正在研究火星表面的資源利用技術,包括從火星大氣中提取氧氣和利用地下冰層中的水分解產生氧氣等。
如果這些技術能夠成功實施,那麼在未來的火星任務中,宇航員可以通過資源利用來補充氧氣,從而減少對地球上供應的依賴。
需要注意的是,隨著技術的不斷發展和資源利用的進步,未來的火星任務可能會越來越依賴於資源利用和循環系統。
這意味著宇航員可以在火星上利用當地資源,如水、土壤和大氣等,生產食物、水和氧氣,減少對地球補給的依賴。
具體到馬斯克的星艦,相關的具體補給需求還在進一步開發和研究中。
可以肯定的是,這將是一項極具挑戰的研究。