冥王生活

您现在的位置是:首页 > 科技生活 > 正文

科技生活

去火星为什么是回不来(为什么去火星有去无回)

admin2023-02-04科技生活73

去火星容易,而宇航员却不能从火星返回,这是为什么?

每个主要国家都有未来20年人类登陆火星的计划。但现在,我们没有把宇航员从火星带回来的技术,这只是一张单程票。

为什么人类不可能从火星返回?原因很简单为了解决这一问题,近年来,火箭推进、制造和硬件再利用的成本效益更高的方法得到了发展。但商界人士、科学家和工程师仍然受到重力、运动和空气动力学定律的束缚,就像NASA在20世纪60年代面临的那样。这就是为什么我们宇航员不能回来。火星上的重力是地球的三分之一。因此,目前脱离火星引力所需的火箭和燃料的成本太高。它需要632公斤的硬件,燃料箱和燃料,每公斤质量从地球上升。从火星表面提升一公斤的高度将是火星表面的十倍以上,科学家们已经提议利用火星的自然资源来制造火箭或产生燃料。

但是采矿设备非常重,即使所有的资源都整齐地堆放在地面上,将设备转换成合金和可用的火箭燃料的需求将比计划中的更加困难。尽管理论上可行,但这些方法已经超越了当前的技术。更远的距离:阿波罗号的宇航员花了三天时间从地球到月球旅行了38万公里。地球和火星之间的最短距离大约每两年发生一次,约为7800万公里,这与火星最接近地球的时间相同。

材料问题:使用任何技术,最短的火星之旅需要6到8个月。在这段时间里,宇航员所需的补给量已经是一个严重的重量问题,而当你不得不考虑维持宇航员在火星上所需的补给量时,回程就更加困难了。有一些技术可以引起昏迷和更深层次的休眠,这可能会减少所需的总供给,但这些技术仍然是有风险的,未经测试,而且不是我们现有技术的一部分。我们现在不会看到人类登陆火星,但在我有生之年肯定会看到,但火星上是否会有一个社区还有待观察。

宇航员不能从火星返回,这是为什么?

宇航员可以从火星返回,原因有三:

其一,尽管火星与地球的最短距离约为5500万公里,但是以人类现时的航天水平,从地球出发的航天器,只需要大约两个月的时间就能抵达火星。未来,随着航天技术的不断进步,进行星际旅行的航天器,其飞行速度会越来越快,因此,两个月的时间可能会被大幅缩短。这就是说,未来人类宇航员从火星来回一趟,大约只需要不超过半年的时间,这比空间站上的宇航员在外太空停留的时间要短得多。美国宇航局宇航员斯科特·凯利曾经在太空中度过了340天的漫长时间。

其二,从火星上返回地球,已经有可行的方案。SpaceX公司的星舰飞船,就是专门为人类宇航员的火星之旅开发的。星舰飞船是一个高达50米的巨型飞行器,由猎鹰9重型火箭发射升空,然后从地球轨道开始前往火星。星舰飞船可以重复使用,按照马斯克的说法,当星舰飞船最终研制成功后,两次发射的时间间隔可以缩短到不超过两个小时。星舰飞船每次可以运送多达100人前往火星,然后在火星短暂停留之后(主要是进行燃料补给),就可以起飞返回地球。

目前,星舰飞船已经完成了原型测试机SN15的10公里高空飞行测试,预计,在今年7月底前,星舰飞船可能会进行一次由猎鹰9重型支持的亚轨道飞行测试,如果能够获得成功,对于人类的火星殖民活动来说,这将是一个具有里程碑意义的事件。

其三,航天大国都在致力于火星登陆。目前,包括中国、美国在内的主要航天大国都在积极制定火星探索计划,尽管中国的火星探测计划尚未提及载人登陆,但是已经有在2030年代中期从火星取样返回的计划,从长远看,载人火星任务是必然的一步,将来一定要走这一步,而美国宇航局早已制定了一个火星登陆计划,预计在2030年代中期,将会派遣人类宇航员去往火星登陆,这当然不可能是一次有去无回的任务。

另外,目前的火星探索已经取得了一些重大的成果,包括科学家已经认识到火星地下存在数量众多的地下湖泊,其中可能含有储量不菲的液态水,而美国宇航局的毅力号火星车也已经成功从火星大气中制造出了氧气,同时,火星地下的洞穴和熔岩管可以为未来人类宇航员提供容身之处,这些洞穴和熔岩管,不仅能够抵御寒冷,而且能够抵御火星上致命的宇宙射线袭击,因此,无论从哪一个方面来看,实现人类宇航员在火星上的登陆和长期存在,已经不再是一个科幻故事。

当然,任何科学探索都需要巨大的付出,有时候可能需要付出生命的代价。在人类进入航天时代的早期,很多人为人类的航天事业献出了宝贵的生命。

1967年8月23日,前苏联著名宇航员弗拉迪米·科马洛夫驾驶的联盟1号飞船在返回时,由于降落伞无法打开,飞船最终高速坠毁,科马洛夫几乎成为一块灰烬;1967年1月27日,美国宇航局阿波罗1号飞船在模拟发射时发射事故,导致3名宇航员被活活烧死;1986年1月28日,NASA挑战者号航天飞机在发射升空73秒后发生爆炸,7名宇航员不幸牺牲。在人类的航天事业中,类似这样的不幸事故时有发生,这些勇敢的宇航员为人类的航天事业献出了宝贵的生命,也在一定程度上推动了人类航天事业的发展。

硅谷大侠马斯克曾经多次表示,早期前往火星的星舰飞船很可能是单程之旅,因此,这些前往火星的人类先驱们要做好不能回来的准备。科马洛夫在飞船坠毁前,通过广播对所有人说:“我是一名宇航员,为宇航事业献身是神圣的,我无怨无悔!”这道出了那些为人类科技文明进步付出巨大牺牲的宇航员的心声,他们值得我们尊敬并永远铭记。

去火星容易,为什么从火星返回很困难?

去火星容易,为什么从火星返回很困难?

假如你我想去流浪火星,不考虑到回家当然可以!但用现阶段的方法从火星回地球基本上是不太可能的,尽管近年来,火箭推进,生产制造和硬件配置再利用都是有了非常大的发展趋势。可是生物学家和外太空组织依然遭受美国宇航局在1960年代遭遇的一样的难题,作用力和动能的牵制。对全人类而言,从火星回到地球比单趟登陆月球或火星更为艰难。

1.火星的引力比月球强

火星上的引力是月球上的引力的二倍之上(大概是地球的三分之一)。现阶段,假如要派人去火星,那麼火箭发动机的成本费和躲避火星作用力所需原材料会特别高。有些人提议利用火星上的生态资源修建火箭升空产业基地或生产制造燃料。可是机器设备十分重,且需要最先运送到火星。即便不开展采掘,全部自然资源也会事前齐整地堆积在火星上并立即应用,虽然从理论上讲在火星上生产制造燃料是有效的,可是这种办法早已超过了当今技术性。

2.火星间距更远

地球与火星中间的最短路线大概每2年有一次,大概7800万多公里,是月球航行间距的203倍。可是在路轨迁移的环节中,火星也在挪动,因而要是没有非常高的动能(比如非常高的速率),那麼从地球到火星的最短路径算法事实上会更长远。

3.火箭弹的速度换算

根据长期持续加快,我们可以做到极大的速率。可是在全部加快全过程中,务必带上一台超重型汽车发动机和充足的汽柴油,及其一个能够容下汽柴油的柴油油箱。一样,燃料将必须同样总数的燃料来降速,便于降落在火星上。处理此现象的一种方式是在仅运送重力梯度的与此同时将很多燃料(很有可能也有汽车发动机)保存在地球上,将光方式的动能传送到挪动的合理负荷是完成此对象的一种方式。可是像核模块,正离子控制器和磁助推器一样,这种都还没完成。

因而,因为各种原因,我们去火星非常容易,从火星回地球十分困难。

宇航员为什么无法从火星返回地球?

如果单纯的想去火星,不用考虑回来的事,确实可以办到!但想用目前的技术把人类从火星带回地球确实有点不现实,甚至可以说不可能实现。虽然近年来,火箭推进、制造和硬件的重复使用得到了巨大的发展。但是,科学家和各种航天机构仍然受到60年代nasa面临的同样的问题,重力和能源的束缚。从火星返回地球比去月球或去火星的单程任务对人类来说更具挑战性和危险性。

首先火星比月球的重力更强

火星上的重力是月球上的两倍多(大约是地球的三分之一)。目前,如果要载人去火星,运载火箭和逃离火星引力所需的燃料成本高得令人望而却步。从月球表面升起的每千克质量需要从地球发射632千克的硬件、燃料箱和燃料。从火星表面发射1公斤重量要比月球贵10倍以上。有人提议用火星上的自然资源建造火箭发射基地或生产燃料。但是采矿设备非常重,得首先运送到火星。即使不采矿,所有的矿产资源都被事先整齐地堆放在火星上,直接拿来用,但将这些资源转换成合金材料和可用的火箭燃料所需的制造设备比直接从地球上携带硬件和燃料还要重。虽然在火星上生产燃料,理论上可行,但这些方法超出了当前的技术。

火星的距离更远

阿波罗号宇航员花了3天时间,从地球到月球跨越了38万公里。地球和火星之间最短的距离大约每2年出现一次,大约是7800万公里,是月球旅行距离的203倍。但在轨道转移的过程中,火星也在运动,因此对霍曼转移轨道原理的应用表明,如果没有极高的能量(比如极高的速度),从地球到火星的最短路径实际上是5.93亿公里,即比月球旅行长了1543倍。

火箭的极限速度

我们可以通过长时间持续加速达到巨大的速度。但是在所有加速过程中,必须带一台重型发动机和足够的燃料以及能容纳燃料的油箱。还有,这么重的设备燃料为了安全着陆在火星上,将需要几乎等量的燃料来减速。解决这个问题需要的一种方法是,在只运输有效载荷的同时,让大量的燃料(也许还有发动机)留在地球上。以光的形式向移动的有效载荷传输能量是实现这一目标的一种方式。但是像核引擎、离子驱动和磁力推进一样,这些都还没有实现。此外,即使是100%效率的发动机也需要大量的能量才能穿越这段距离。

船员的补给

根据上面的第2和第3条,使用任何技术去火星旅行的最短时间是6-8个月。在这段时间里,维持一个船员的生活所需的补给,使本已严重的重量问题雪上加霜。还要考虑在火星上维持宇航员所需的大量补给和避难所。从火星返货所需的补给更加麻烦,因为你需要带更多的燃料和油箱来加速火箭离开火星轨道返回地球。如果想在火星上自给自足,在火星上生产食物,这需要时间来建造,也需要更多的设备来设置和维护,这反过来会增加地球发射的有效载荷质量。诱导宇航员进入深度睡眠状态可以减少所需的总供应,但这种技术目前有风险,也未经测试,不是我们当前技术的一部分。

火星载人计划

美国宇航局2009年的报告“严峻的人类火星任务”确定,一个4人返回火星的任务将需要在低地球轨道上组装多个硬件和燃料的有效载荷,这些有效载荷由拟议中的战神五号火箭(比土星五号更大)运载。战神五号总共需要发射13次,仅是为了将所有硬件、设备、燃料和乘员先送入近地轨道。这将是整个阿波罗计划中土星五号发射的总数。另外四次较小的火箭将把硬件、燃料、补给和机组人员的独立有效载荷从地球轨道推向火星。其中一些有效载荷最终会下降并降落在火星表面,而另一些则在火星轨道上等待。在完成表面工作后,最小最昂贵的发射将把机组人员和土壤样本带进火星轨道,与等待在火星轨道的燃料和补给有效载荷会合,然后飞出火星轨道返回地球。

如果没有冷战的压力,公共或私营部门就没有足够的资金或兴趣来资助这么大的工程。但未来肯定会有载人火星任务,可能很快就会有。但从目前来看载人火星任务只是一个单程旅行,要么就需要发展出今天还不存在的技术。

登上火星为什么不能返回地球

登上火星不能返回地球,这是因为月球的引力只有地球的六分之一,相对地球体积较小,航空飞船可以摆脱这样的引力。地球的质量要比火星大,相当于地球的三分之一,而且如果要想从火星的表面成功进入到太空当中,也需要很大的推力,这个推力就必须要借助火箭的助推才可以进入太空中。

火星与地球的距离还是很远,所以就算是回来的时间也是要长一些。在这段时间要维持船员所需的物资也是一个严重的问题,回程所需的物资就更难了。因此,这也是为什么现在人类对火星的探索已经很多年了,仍然没有去载人登火星的原因。想要实现载人登火星单程票是比较容易的。飞船飞到火星是可以,但是回来也是一个很重要的问题,能量储备是不够的,所以需要有更加先进的技术才行。

发表评论

评论列表

  • 这篇文章还没有收到评论,赶紧来抢沙发吧~