十多年后人类将登陆火星总共分几步?

文章作者:bianji3 | 2017-11-01
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把大象放到冰箱里分几步?第一步:把冰箱门打开,第二步:把大象放进去第三步:把门关上。森林开会,大象没去,因为它在冰箱里。

去到一条平时很多鳄鱼的河,但是没桥,你要怎么过河!答:游过去,怎么过都可以,因为鳄鱼去开会去了。

那么问题来了,十多年后人类将登陆火星,这项任务总共分几步?

      据报道,人类始终渴望着探索广阔的太空领域。如今,我们终于准备好把人类送入宇宙。事实上,许多私营公司和政府机构正在为“太空竞赛2.0”做准备,这是一项非常昂贵的竞争,它让我们离发现诸多宇宙之谜的答案、探索我们人类的新领域更加接近。

  尽管美国宇航局(NASA)仍在参与竞赛中,但不断变化的优先级和有限的预算已经削弱了其探索太阳系及其他领域的领先地位。与此同时,像美国太空探索技术公司SpaceX和维珍银河公司(Virgin Galactic)这样的私人实体却拥有充裕的资金,他们正加紧努力,试图设计出更好、更大、更快的火箭。

  这是一件好事,因为如果人类要在其他星球上找到生命,或者为我们自己寻找新的栖息之地,我们需要做更多的工作。工程师和科学家们需要开发生命支持系统,寻找可靠的水源和燃料来源,克服生活在太空中的负面影响,并找到更快的旅行方式。还有很多事情要做,但是把普通人送到月球或更远的地方似乎已经不再遥不可及。然而,这样的里程碑时间什么时候才会发生呢?人类最终会在陌生的世界中漫游吗?下面就是人类殖民太空的完整时间表:

  1.2017年底:重型猎鹰火箭发射

  SpaceX计划在2017年底前首次发射重型“猎鹰”运载火箭。由于这种火箭可以重复使用,它可以其他火箭(如Delta IV重型火箭)1/3的成本将有效载荷送入太空。这种较低的前期成本意味着,更多的组织可以在外层空间进行实验。其中一个实验是行星协会(Planetary Society)的光帆2号(LightSail 2)太阳帆,它将于2018年初借助重型猎鹰火箭发射升空。

  SpaceX的猎鹰重型火箭配有27个火箭发动机,高达70米、重约1.4吨。虽然其额外重量增加,但有效载荷能力也更强,这种火箭可以将63800公斤设备、货物以及乘客送入地球轨道,这是航天飞机能达到同样高度的有效载荷的2倍还多。

  2.2018年:为太空旅游做准备

  在2018年,SpaceX计划发射比以往任何时候都多的火箭,将30枚火箭送入轨道(2017年为20枚)。更多尝试为该公司提供了更多的数据,以帮助其完善技术,以更廉价和安全的方式发射火箭。最终,这种廉价且安全的太空飞行将使太空旅行成为可能。事实上,就在今年,SpaceX已经宣布,该公司将在2018年将2名人类进入月球轨道。

  珍银河公司正准备在2018年2月底前将其第一批宇航员送入太空。不过,在进行载人发射之前,其航天器将不得不经历一系列的试飞。这架名为“VSS Unity”的航天飞机在2017年早些时候完成了第五次“滑翔飞行”(有别于传统太空火箭的垂直轨道)。在2018年1月份,它将会更接近Karaman线,即地球大气层和外太空之间的官方边界,距离地球表面100公里。

  大约在2018年初的同一时间,科学家们将测试光帆2号,这是一种通过利用太阳能光子能量来穿越太空的装置,它不需要燃料罐或推进器。作为公民资助以及由行星协会(推动太空探索的最大非盈利性组织)开发的宇宙飞船,它将证明太阳帆可以将宇宙飞船推进到太空深处。这艘无人驾驶的宇宙飞船将搭载SpaceX的猎鹰重型火箭升空,然后在720公里的高空进行试飞。

  3.2019年:太空旅游和观测

  由亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)创办的航天服务公司Blue Origin最近宣布,计划在2019年4月之前将游客送入太空。此次飞行将搭载6名乘客和机组人员,乘客将登上18米长的火箭,到达距地球表面约100公里的太空边缘。一旦到达那里,他们将体验零重力飞行。3个独立的降落伞和一个反推力系统可以保证乘客慢慢地返回地球。

  这一体验并不便宜,登上New Glenn号的机票据说要15万到25万美元。然而,毫无疑问,人们会争相登记注册。维珍银河举办的一个竞争性太空旅游项目,据说已经有700人签约。2019年,Blue Origin计划增加两到三级火箭。它们完全可重复使用,最高可达99米,并且能够以相对较低的成本交付有效载荷,与SpaceX的重型猎鹰火箭进行竞争。

  美国宇航局也打算在2019年第一季度发射詹姆斯-韦伯望远镜。该望远镜将用红外线观察太阳系,以观察太阳系变化的每个阶段。它最终将比哈勃太空望远镜强大100倍,这要归功于其18个六边形的镜像。詹姆斯韦伯望远镜的直径为6.5米(哈勃望远镜的直径只有2.4米),它能够探测到大爆炸时期星系形成的过程。它还将特别关注于发现能够支持生命的新行星。

  4.2020-2025年:“地球依赖”和超越

  从寻找液态水到在火星表面土壤中检测有机物的证据,“好奇号”火星探测器已经回答了许多关于火星物质的基本问题。然而,这些信息也引发了更多关于其他因素可能存在的问题。为此,为了确定火星大气中是否存在氧气,“好奇号”的继任者——“火星2020”号火星探测器,将会承载大量的传感器和仪器,让它能够回答这个问题。如果人类能够亲身访问这个红色星球,提前确定氧气浓度的信息非常重要,这有望在2030年之前实现。

  如果我们要在其他星球上殖民,还有其他的事情需要准备。NASA已经为此设立了三步走计划:第一,NASA称之为“地球依赖(Earth Reliant)”,我们继续测试在太空生活的可行性,并在国际空间站上进行更多的研究。第二,在“试验场(Proving Ground)”阶段,围绕月球运行的操作将被用来建立使人类安全返回地球的方法。第三,随着这些阶段的完成,我们将最终到达第三阶段——“地球独立(Earth Independent)”,人类在火星上建立自给自足的殖民地。

  在人类首次接触月球表面50多年后,美国宇航局正准备发射另一艘载人飞船,以超越月球。宇航员们将登上一艘名为“猎户座”的飞船,这艘飞船将使用NASA的航天发射系统(SLS),它是一种模块化重型运载火箭。SLS与SpaceX的重型猎鹰火箭相似,最大载荷为70至130吨。

  首先,飞船将在没有载人的情况下进行几次测试。第一个任务是Exploration Mission-1,预计将于2018年底开始。SLS将发射无人飞船前往月球,进入距月球表面约100公里的轨道,并利用重力将自己推进到从未探索过的太空中。这个任务的目标是为了观察飞船是否能帮助人类在遥远的星球旅行中生存下来。

  第二个任务Exploration Mission-2)计划于2021年8月份开始,这将是美国宇航局首次在月球之外进行载人飞行。NASA总部的探索系统开发副主管比尔·希尔(Bill Hill)在2016年NASA博客中说:“在这次任务中,我们将进行一系列测试,目的是展示关键功能,包括任务规划、系统性能、船员界面以及在深空领域的导航和指导等。”

  为了获得足够的动力来绕月球飞行,航天器将不得不在地球周围多绕数圈,偶尔还要点燃推进器。在稳定的月球轨道上,“猎户座”将收集数据,并测试飞船的星际飞行能力。

  5.2022:改造火星以适合人类居住

  尽管美国宇航局将在21世纪20年代探索如何在太空中帮助人类保持健康,但SpaceX计划开始为人类提供殖民火星的基础设施。SpaceX预计将在2022年完成首次546万公里的火星之旅。

  在今年早些时候的更新中,伊隆·马斯克(Elon Musk)公布了比NASA太空发射系统更大、更强劲的火箭计划,甚至比猎鹰重型火箭更强大。这种BFR火箭将有足够的空间储存燃料以将人类送上火星,甚至可以在地球城市之间进行快速旅行。BFR火箭最大载荷为150吨,高达106米,将打破目前发射到轨道上的最大载荷(包括货物、燃料和乘客)纪录,同时为每一次发射提供最低的成本。

  为了到达月球,BFR火箭将从地球表面发射,并从先前驻扎在地球轨道的燃料库中注入推进剂,然后在轨道上加速,并加注驶向月球表面所需的燃料。SpaceX计划在进入轨道后为火箭补充燃料,以延长其射程和有效载荷能力,使其能够安全返回地球。测试已经表明,在太空中为火箭加注燃料并非不可能。NASA曾于2011年进行了机器人加油任务(Robotic Refueling Mission),成功地完成了在国际空间站公开平台上用机器人驱动推进剂传输的试验。

  到2022年,SpaceX预计至少有2艘货船能到达火星,并帮助建立人类栖息地。这些最初任务的主要目标是在火星表面找到可靠的水源。

  6.2024年:BFR上的载人任务

  在这些货船建立基础设施两年后,SpaceX计划将人类送上火星殖民地。在BFR拥有40个舱室的火星运输模块上,乘客将第一次进行这一史无前例的旅行。马斯克可能会承认,这是一个激进的时间表。《连线》杂志表示,这可能对SpaceX不利:由于行星排列和其他因素的限制,如太阳能需求和燃料限制,地球火星之旅的发射窗口只有几周的时间。这是假设所有其他的部分都完全到位的情况下,更别说目前猎鹰重型火箭以及BFR火箭还都没有成功发射。

  如果BFR任务能到达火星,它将包含建造推进剂生产工厂的材料,作为其火星殖民的一部分。该计划将从大气中吸收二氧化碳,并将其转化为使用太阳能的深低温CO4燃料。

  7.2025-2030年:太空年

  到21世纪20年代初,SpaceX可能已经准备好送人到太空居住,但美国宇航局的态度要谨慎一些。这家美国政府太空机构计划将宇航员送入太空轨道生活一年,以确定人类是否真的准备好生活在完全不同于地球的星球上。

  2016年3月,美国宇航局宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)在国际空间站上完成了为期一年的太空驻留任务,目的是测试失重对人体的影响,以及这对未来的火星太空旅行意味着什么。然而,与凯利的任务不同,NASA的2021年任务将把宇航员送入月球轨道。他们将处于“深空通道”中,即类似于国际空间站的小型空间站,作为未来太空任务的测试基地,包括后来的火星任务。它将通过5个早期任务建造,其中4个是载人的。由于不同的昼夜周期和太阳辐射等因素,在月球轨道上生活一年时间对人体的影响仍然是未知的。

  8.20世纪30年代:NASA将人类送上火星

  在SpaceX载人登陆火星5年后,美国宇航局计划将自己的宇宙飞船送上火星。利用来自好奇号和火星2020探测器的数据和样本,NASA将首先确定人类如何在火星表面维持自己的生存,然后再从“深空通道”发射载人飞船。

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