当今参与东说念主类登陆火星任务的两大主要机构是好意思国国度航空航天局 (NASA)和天外探索技巧公司 (SpaceX),这两家机构在外洋空间站时势上谄谀密切丝袜,但在如何登陆火星的问题上存在不合。
然则,在东说念主类踏上赶赴火星的旅程之前,必须克服重重碎裂。
载荷至关进攻登陆火星最大的挑战是所有这个词这个词旅程所需有用载荷的质料,其中包括航天器、东说念主员、燃料、补给等多个方面。
就当今而言,向天外放射载荷就像放射金子雷同开支庞大。并且有用载荷质料频繁仅仅输送火箭总质料的一小部分。举例,将阿波罗 11 号任务放射到月球的土星 5 号火箭重达 3000 吨。
但其只可向近地轨说念放射 140 吨有用载荷,占运行放射质料的 5%;只可将 50 吨有用载荷带到月球放射,不到运行放射质料的 2%。
载荷质料收尾了登陆火星载东说念主航天器的大小偏激在天外中的举止,因为每次举止例必燃烧火箭发动机并糜费燃料,而这些燃料当今必须要由航天器自行佩带参加天外。
图示:SpaceX 用于将东说念主类送往火星的星际飞船
SpaceX 的连接是让其载东说念主飞船在天外中通过颓落放射的燃料储罐进行补给。这意味着与单次放射比较,不错将更多的燃料送入轨说念。
时机很进攻来回火星的另一个挑战是时机。
将无东说念主航天器送往新手星的任务频繁会以围绕太阳运行的复杂轨说念为翱游轨迹。这些航天器借助行星引力得回独特能源丝袜,也便是行使所谓的 “弹弓效应”抵达主视力。
这不错粗略无数燃料,但会导致任务需要数年才能到达主视力。很彰着,这是载东说念主航天任务不但愿作念的事情。
地球和火星齐有近乎圆形的公转轨说念,当今使用 “霍曼转动”是在两颗行星之间旅行最粗略燃料的方式。赶赴火星的航天器先在地球轨说念上蓦的加快后,参加一个卵形的转动轨说念;随后由椭圆轨说念的近拱点早先翱游,抵达远拱点后再蓦的加快,参加火星轨说念。而所有这个词这个词进程中只需两次引擎鼓励,相对粗略燃料。
航天器在地球和火星之间进行霍曼转动梗概需要 259 天 (8~9 个月)。由于地球和火星围绕太阳运行的轨说念不同,梗概每两年才可能遭遇一次窗口期。
固然,航天器也不错在更短的时刻内到达火星,举例 SpaceX 宣称仅需 6 个月的时刻。然则这么作念例必会糜费更多的燃料。
安全着陆假定天下飞船和宇航员告成到达火星轨说念,下一个挑战便是着陆。
参加地球轨说念的航天器好像行使与大气互相作用所产生的阻力来减慢。这使得飞船只好能承受住与空气摩擦所产生的高温,就不错在地球名义安全着陆。
然则火星上的大气比地球大气层疏远梗概 100 倍。这意味着阻力更小,是以需要各式纷扰才能安全着陆。
超碰在线诸如 NASA 的探路者号火星探伤任务行使安全气囊着陆,而凤凰号任务则使用了反向鼓励器。但后者需要更多的燃料。
在火星上生计以地球上的时刻计算,火星上的一天是 24 小时 37 分钟。
火星上疏远的大气层意味着其不可像地球那样保存热量,是以火星日夜轮回周期中温度卓越顶点。
火星的最高温度是 30 摄氏度,但最低温度是零下 140 摄氏度,平均温度是零下 63 摄氏度。比较之下,地球南极冬季的平均温度约为零下 49 摄氏度。
是以咱们有必要聘请在火星上生活的场合以及如安在夜间范围温度。
火星上重力仅为地球的 38%,空气主如果二氧化碳加上百分之几的氮气,是以东说念主类在火星上十足不可呼吸。为了在火星上生活,东说念主类需要打造一个征象可控的场合。
SpaceX 连接有益放射几劣货运飞船,将温室、太阳能电板板等在内的枢纽基础才略送往火星。让东说念主类复返地球的燃料坐蓐才略也会送往火星。
同期,为了不雅察首批火星登陆者将如何相宜,东说念主类在地球上如故进行了几次在火星上生活的模拟阅览。
复返地球终末的挑战是如何让东说念主们安全复返地球。
阿波罗 11 号复返舱以梗概 4 万公里 / 小时的速率参加地球大气层,这个速率略低于脱离地球轨说念所需的速率。
从火星复返地球的航天器速率将从 47000 公里 / 小时到 54000 公里 / 小时不等,这取决于它们所抵达的地球轨说念具体位置。
在参加大气层之前,航天器不错在绕地球运行的近地轨说念上减慢至每小时 28800 公里。然则这也需要独特的燃料。
而地球大气层也将让航天器链接减慢,但需要确保宇航员的生命不会因为重力过载或飞船过热而受到挟制。
固然,这些仅仅登陆火星任务面对的一些挑战,杀青这一方针的所有这个词技巧基础齐如故存在。东说念主类只需要花时刻和财富把所有这个词资源整合起来。
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