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登陆火星有多难,人类登陆火星有哪些困难

来源:整理 时间:2022-04-24 15:42:18 编辑:科技知识 手机版

虽然现在有科学家正在研究“冬眠”技术来降低飞行过程中的食物消耗和活动空间,但是这项技术还处于技术攻关阶段,对人体的刺激和影响还未可知。第三是飞行过程中的不可控因素问题。在人类已经发射的众多探测器中,其中就有一部分会因为高能粒子的冲击、太空岩石或者星际尘埃的撞击、还有太空垃圾的影响而在飞行过程中出现各种问题,从而造成直接损毁、功能失灵、运行轨道偏离、与地球失联等问题,没有达到预定的探测目标。

实施载人探测的话,无论是飞船的体积、质量、能源和物质贮备都有了大幅度的提升,同时也增加了上述不可控因素发生的几率,而且这将是直接与宇航员的生命息息相关的,如果用探测器能解决的问题,就没有必要再冒这个险实施载人探测了,所以各国对深空载人探测都是慎之又慎。第四是火星的环境异常恶劣。火星地表的引力只有地球的1/3多一点,因此火星的大气层极其稀薄,大气密度仅有地球的1/100,主要组成为二氧化碳,其次是氮气、氩气,此外还有少量的氧气和水蒸气。

火星的内核已经完全冷却,因此失去了磁场,来自太空和太阳的高能粒子和辐射可以直接到达火星表面,而且火星表面温差强烈,达到100摄氏度,最高温度只有在赤道处的20摄氏度左右,最低温在两极可以达到零下130多度,表面没有液态水的存在,因此植物无法在上面生存。宇航员在到达火星表面之后,不可能利用现有的携载物质进行气候的改造,因此也就无法进行飞船的有效补给,只能在从地球出发时一次性带够所有的能源和物资。

一次有去无回的“旅行”我们现在向火星发射的探测器,其实都是有去无回的,造成这种问题的主要原因就在于我们无法为探测器提供足够的返回能源。无论是已经降落在火星表面的火星车,还是始终围绕火星进行周期性运转的轨道探测器,如果要从火星返回,则首先都要突破火星的逃逸速度。按照万有引力定律,我们如果在星球表面垂直发射一个物体,这个物体如果速度值过小,则物体在上升一段时间和距离后,就会在引力作用下重新降落。

如果发射速度超过一定数值,则物体就会脱离星球的引力束缚而飞出这个星球。那么,在此过程中,就会存在着一个刚好可以脱离星球引和束缚的最小速度值,这个值就叫作这个星球的逃逸速度。我们通过动能定理,将一个物体在星球表面引力势能-GMm/R降为无穷远处的0时,可以计算出其逃逸速度值V=√(2GM/r),其中G、M、r,分别代表为万有引力常数、星球质量和星球的半径。

我们将火星的相关常量代入,即可求得火星的逃逸速度为5.02千米/秒,虽然这个值与地球上的相比小不少,仅有一半左右,但是,由于火星表面没有可以供飞船发射的设施和支撑火箭,不能够为飞船提供可以达到逃逸速度的加速度能量来源。而如果考虑提前建造这些,就又涉及到载人、载重的上述问题,很难在火星表面完成这样的建造任务。

总结一下虽然火星是地球的近邻,但是从目前太空探测技术水平的角度来看,火星和地球的距离仍然显得过于遥远,如果进行载人探测的话,那么无论是从这么远的路程所需要花费的时间、能源和物资的消耗、以及期间所经历的诸多不可控因素来考虑,代价实在是太大,而且保障的技术水平还有限,安全率不高。特别是对于登陆以后无法实施再次点火发射,不能脱离火星的引力束缚而返回地球,这是载人登陆火星的又一大难题。

人类想登陆火星,比登月要难多少

人类想登陆火星,比登陆月球有太多的难点。首先,火星距离地球的距离,在火星发生冲日的时候也达到了1亿千米(只有大冲日的时候这个距离才是6000万千米),相对于地球与月球距离389802千米,大约是256倍,因而其难度是大大提高了。宇宙飞船飞行的时间,如果是登月,只有389802千米/11.2千米/秒=34803.75秒=9.66小时,这个时间对人类的挑战还不是很大,但是对于登陆火星需要:9.66小时*256=2474.93小时=103天,如此长时间的宇宙飞行,背后需要的各方面的支撑,目前对人类来说,挑战还是太大了。

宇宙飞船能源的供给,通讯的保障,后勤保障难度都太大了。甚至,登月相对于登火星可能连热身都算不上。其次,火星具有高辐射、低重力。据火星探测器及其他探测结果显示火星的辐射量达到8拉兹,大约是地球上平均每年辐射量0.62拉兹的12.90倍,因而对宇航员的健康有极大的威胁,比如容易罹患急性放射病、癌症,容易基因破坏,甚至死亡。

文章TAG:火星登陆多难困难人类

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