去火星“安家”

顏士州

2013年5月，“火星—500”中國志愿者王躍已經(jīng)在密閉的實驗艙里安全度過了第二階段，這是人類首次模擬火星載人航天飛行試驗的又一重要里程碑。

“火星—500”試驗由中國、俄羅斯及歐洲航天局合作，模擬試驗的目的是了解宇航員在未來登陸火星的過程中將會出現(xiàn)的心理和生理狀態(tài)，為載人火星探測積累經(jīng)驗。此次試驗的時間為520天，其中飛往火星要250天，在火星軌道停留30天，返回需240天。目前，王躍已在密閉的實驗艙里完成了各種實驗項目，身心狀態(tài)良好。

封閉試驗是“火星—500”實驗的第三階段，此前已進行過為期14天和105天的封閉試驗。下一階段，試驗將是人類歷史上首次模擬火星往返飛行全過程，包括飛船發(fā)射、飛向火星著陸及返回地球等環(huán)節(jié)。

飛向火星的可行路線

人類登陸火星不同于到月球上去，因為月球離地球很近，僅僅幾天時間就可以到達，而登陸火星一個單程就要將近一年時間。宇航員在太空那么多天，即使備足了食品、飲料等生活用品，身體也不一定能堅持得住。那么，如何解決這一問題呢？

首先要建立一個永久性航天站，用航天飛機把制造好的飛往火星的飛船模塊構(gòu)件以及食品燃料等送到航天站。航天站相當(dāng)于一個中轉(zhuǎn)站，科學(xué)家在這里組裝好火星飛船，然后從這里將飛船送往火星。

當(dāng)然，人類在登陸飛船前往火星之前，必須要發(fā)射一個能往返地球的火星探測器。探測器以核燃料為動力，攜帶著先進的探測設(shè)備，發(fā)射火星探測器的目的是為了勘探火星沙漠般的地表，數(shù)分鐘后，探測器上的高度精密儀器就會將搜集到的信息傳到地面控制中心。

探測器從火星土壤中采取的樣品，被帶回火星基地分析，可分析出火星土壤中是否有對人體有害的物質(zhì)，確認(rèn)安全之后，再用載人飛船將人送上火星。整個火星計劃，從地球到火星往返飛行時間約22個月，在火星軌道上則要停留2個月。

建造飛往火星的宇宙飛船

要飛向火星必須先造好能夠飛往火星的宇宙飛船。

我們須要制造具有人工重力的宇宙飛船。飛船的中央是乘員的居住區(qū)和活動區(qū)。有兩條圓筒狀的通路通向兩端，兩端有研究活動用艙和機械室。這些艙用小型火箭推動，以每分鐘兩轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，用以制造人工重力。有了人工重力，乘員就能緩解長期在太空失重的惡劣影響。這樣的人工重力相當(dāng)于地球重力的三分之一。因此，整個飛船的半徑就需要60米。

如果把現(xiàn)有航天飛機的燃料助推器改良增大，也能建成飛往火星的飛船。一艘有600噸以上有效載荷能力的飛船，就能適應(yīng)飛往火星的航程。

向火星發(fā)起挑戰(zhàn)

盡管人類對火星已有了一定了解，但距真正實現(xiàn)飛向火星的夢想還有相當(dāng)大的距離。宇航大國已向火星發(fā)起挑戰(zhàn)，世界各國都制定了宏偉的火星探測計劃，在誰先到達火星這一點上展開了激烈的競爭。

俄羅斯和美國的火星探測分為3步——

第一步是向火星軌道發(fā)射一顆通訊衛(wèi)星。其實，所謂的通訊衛(wèi)星就是火星觀察者飛行器，目的是探測火星的地形、火星引力場、火星表面元素和礦物特征以及它的磁場和大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)。同時繪制第一份火星四季氣候圖，用來幫助以后載人或不載人飛行器選擇降落區(qū)域。飛行器上的廣角相機將提供火星表面的塵暴、霜厚和云層的情況，同時提供火星的峽谷和火山等地質(zhì)特征。

第二步是向火星表面發(fā)射一個火星地表探測車，為人類居住尋找最合適的場所。這種探測車是在空間站上組裝的，它要完成的任務(wù)是：探測火星上是否存在危害人類的有毒物質(zhì)和敵對生物；火星上什么地方是我們?nèi)祟愔懙陌踩攸c；最豐富的火星資源在哪里等等。這種探測車如同傘兵一樣，從圍繞火星飛行的軌道器上降落到火星表面，它能以每天8公里的速度漫游，能跨越1米高的障礙物和1米寬的裂縫，能爬坡，能自動進行鉆探、收取樣品，并能將采集到的樣品保存在一個40℃的容器里。事后，其中一兩個機器人返回地球，其余的則留在火星上，待以后宇航員登上火星時使用。機器人本身具備人工智能，可以識別危險并主動避讓，從而為確定宇航員飛往火星的著陸位置提供依據(jù)。

第三步是計劃在2016年將一些移居火星的氧氣轉(zhuǎn)換機等基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送到火星上，讓火星上具有水和氧氣。據(jù)研究，火星的土壤中含有大量的二氧化碳，要想讓人類安居樂業(yè)，必須將二氧化碳釋放出來，通過機器將二氧化碳變成氧氣，制造供人類呼吸的大氣。美國計劃在2020年向火星發(fā)射載人飛行器。

可見，要實現(xiàn)載人登上火星，并不是件輕而易舉的事，還要攻克許多技術(shù)上和醫(yī)學(xué)上的難題。但是，只要有世界各國的通力合作，相信人類登上火星的壯舉在不遠的將來就能實現(xiàn)。到那時，去火星上“安家”，也就不再是個夢了。