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人类移民火星需要多长时间?目前看来像是科幻
[版面:航空航天][首篇作者:birdnodead] , 2017年11月05日19:21:52 ,219次阅读,0次回复
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发信人: birdnodead (不死鸟), 信区: Aviation
标  题: 人类移民火星需要多长时间?目前看来像是科幻
发信站: BBS 未名空间站 (Sun Nov 5 19:21:52 2017, 美东)

心怀火星梦的SpaceX老板埃隆·马斯克,日前提出了庞大的“火星移民”计划,并介绍
了火星火箭“BFR”。马斯克为人所熟知的是他造的交通运输工具,从地上跑的特斯拉
电动车,到往返天地间的猎鹰九号火箭,两者都很成功。但航天专家庞之浩认为,BFR
项目“很邪乎”。

根据马斯克的介绍,BFR是高逾百米、直径9米,能重复使用的庞然大物。其采用船箭一
体形式,通过发射后进行多次在轨加注的方式,能将150吨重的载荷运到近地轨道,或
是一次将100人送至火星。

多次在轨加注成本是个问题

庞之浩向科技日报记者介绍,载人前往火星要面临一系列问题,首当其冲的是运载能力
。他说,当年登月的阿波罗飞船,重量将近50吨,要靠重型火箭发射到地月转移轨道,
速度还要达到每秒10.9公里。要去火星,火箭运载能力要更强,而且进入地火转移轨道
的速度也要更快,要达到每秒11.2公里的第二宇宙速度。

要解决这个问题有几种方法,除了提升火箭能力,还可以将载荷分批发射,在近地轨道
上对接后飞往火星。或是在月面或月球轨道建立基地,作为前往火星的中转站。“但马
斯克的方案比较邪乎。”庞之浩说,多次在轨加注的方案比较新颖,但能否实现,经济
上是否合算,都是问题。

中国航天科工二院二部研究员杨宇光表示,BFR其实是马斯克去年提出星际运输系统的
“缩小版”,火箭装配的引擎由42个减至31个,箭身直径由11米减至9米。方案还会不
会变很难说,能不能研制出来也难说。对于多次加注的方案,他认为在技术上可以实现
,但成本低不了。

防辐射技术还有待突破

庞之浩说,当年美国航天飞机穷尽所能,只能带7个人。“SpaceX一艘载人飞船都没发
射过,一上来就要装100人,太邪乎。”

即使运载能力得到解决,人类飞往火星的旅途中还要经受一系列考验。庞之浩表示,火
星离地球最近时也有5500万公里,单程要花费七八个月时间。如此长时间飞行,对于航
天员来说,要面临长期失重造成的肌肉萎缩、骨质脱钙等风险,更有可能出现心理问题
。生理问题可以通过锻炼、吃药解决,心理问题则比较棘手。

为避免航天员感到孤独或心生抑郁,国际上通常把火星乘组人数设为偶数,一般是4人
或6人,并需要通过严格的心理测试。马斯克的百人运送计划若能实现,是否能解决该
问题目前不得而知。

最有效的解决途径当然是缩短飞行时间。庞之浩说,目前科学家提出的种种设想,如电
磁发动机、曲率引擎等,离工程应用都遥遥无期。可以预见的是核动力飞船,它有望将
8个月的旅程缩至2个月,但其辐射对航天员的影响,相当于每天做8次X光检查。

即使飞船不使用核动力,航天员在前往火星途中也会受到空间辐射的威胁。中科院国家
天文台行星科学家郑永春介绍,危害健康的辐射粒子主要有两类,一是太阳耀斑和日冕
物质抛射时产生的太阳高能粒子,通常是指能量为数百兆电子伏特的质子,其能量比银
河宇宙射线低得多,持续时间较短,利用飞船外壳可以进行有效防护;二是剂量较低但
长期存在的银河宇宙射线,能量高、穿透性强,普通飞船外壳基本无法阻止,即使是30
厘米厚的铝板,防护效果也极为有限。

研究人员为此绞尽脑汁。庞之浩介绍,有人提出人造磁场、往飞船舱壁注水,甚至在飞
船上涂抹粪便来对抗辐射。他比较看好的解决方案是目前正在研制的新型防辐射服,但
该技术还有待突破。

火星移民目前看来像“科幻”

马斯克宣称,BFR飞船只负责往火星运输,但既然是“移民”,去了总得有地方住下才
行。庞之浩说,在火星建立基地,必须解决能源问题。对此美国提出方案,要通过货运
飞船往火星运一个小型核电站。同时还要有闭合度极高的生命保障系统。最近有欧洲科
学家表示,通过等离子技术有望将火星上的二氧化碳转换成氧气。我国也开展过“绿航
星际”“月宫一号”等试验,力求通过生物的闭合循环实现自给自足。此外,要在火星
上建设、改造并长期生活,不能什么都靠从地球上运,就地取材、生产十分重要。空间
3D打印技术的发展,有望使这个问题得到解决。

尽管相关技术在不断发展,但庞之浩表示,人类要真正移民火星,将其改造为能够居住
的家园,最乐观的估计也得一百年以后,甚至需要几百年时间。马斯克的计划,目前看
来更像是“科幻”。
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