就当前的技术而言，将人类安全地送入火星是否需要数百年的时间？

要进行载人探索或在火星上着陆，必须克服各种危险. 至于将火星转变为人类的第二故乡，就目前的技术发展水平和速度而言，可能要过八百年了.

NASA希望在2030年左右实现这一计划.

那么，为什么有人载登陆火星如此受欢迎？私人公司或私人基金会能否真正完成在火星上着陆的壮举？载人登陆火星必须克服哪些技术困难？

三个主要目的

20世纪，人类降落在月球上. 在21世纪，人类最重要，最复杂的太空项目是载人登陆火星. 它的主要目的是三个方面:

一种是寻找外星生命，以便深入命载人航天技术要求，地球乃至宇宙的起源和进化，以及人类在宇宙中的地位和最终命运. 由于科学家通过长期的天文观测和太空探索已确定火星是与地球最相似，最接近地球的行星，因此探索火星生命的起源和演化可以促进对地球生命起源和演化的研究.

第二，有许多迹象表明火星很可能与当前的地球相同，仅在数十亿年的进化之后，它变得像今天的大气层稀薄，温度低而水源一样已耗尽. 相反，金星离地球很近. 因此，许多天文学家推断火星是地球的未来，金星是地球的过去. 因此，载人探索或登陆火星可以研究地球的演化，并防止其成为人类难以生存的第二个火星.

第三，火星的载人探索可能会解决地球上的一些难题. 例如，到2050年，世界总人口将从目前的70亿增加到超过90亿，因此一些科学家已开始研究向外太空迁移的计划. 由于火星与地球最相似，因此许多科学家认为，火星可以转变为适合人类居住的第二个人居，并且可以在地球人口超过110亿时迁移到火星. 许认为这不是幻想，因为许多神话和幻想（例如载人登月等）现已成为现实.

可以看出，有人探测或登陆火星对人类的未来具有深远的意义. 因此，一些主要的航空航天国家已经很早就开始考虑载人登陆火星的问题，但是由于诸如技术和资金等各种原因，它们尚未得以实施. 进入21世纪后载人航天技术要求，载人航天技术和各国经济发展取得了长足的进步，大大增加了载人登陆火星的可行性，因此人们开始关注载人登陆火星的宏伟目标. 成为全人类共同的梦想. 但是，一些私人公司也借此机会开展业务活动.

许多纸上谈兵

美国是研究火星载人登陆最活跃的国家，并引入了另外四个有影响力的计划.

1952年，美国火箭专家冯·布劳恩（von Braun）提出了“火星舰队”计划，该计划将发射10艘载人火星飞船，并向火星派出​​至少50名宇航员，但当时甚至没有发射卫星. 但是，该计划已消失.

1987年，美国宇航局组织了一个太空委员会，提出了一项“为期90天的研究报告”的建议，建议建造一艘重1,000吨，载有7-8名宇航员的载人火星航天器，将花费4,500亿美元. . 由于成本高昂，该计划立即被美国国会拒绝.

在1990年代初期，美国火星学会提出了“直接火星直飞”计划. 它使用原位材料，并利用火星大气层来生产火箭推进剂. 将四名宇航员送往火星仅花费2030亿美元. 表面. 该计划未获通过. 可能是美国当时正在努力开发“国际空间站”，在当地获取材料的技术难度太大.

1997年，NASA火星探索研究小组提出了“参考飞行”计划. 这是“ 90天报告”计划和“直接火星直接”计划之间的折衷方案. 但是，由于未知原因，该计划尚未通过.

可以看出，载人登陆火星非常困难. 甚至早在1969年7月就进行了首次载人登月的美国，也未能将人们送往火星.

当然，荷兰的“火星一号”和受美国启发的“火星”计划似乎比美国政府的载人登机计划容易得多，因为前者是“单程票”，飞行时间不到一半，因此火星载人飞船携带的生命物质可以大大减少，失重的影响要小得多，并且不需要昂贵且技术复杂的返回装置；后者不降落在火星表面，而仅在火星表面上方行进150公里，因此也可以大大降低成本和技术复杂性. 但是，这两个基金会仍然很难探测到或登陆火星. 相比之下，后者稍微可行一些，但也非常低.

过去，美国花费255亿美元（折合1000亿美元）在距地球约380,000公里的月球上着陆. 在该项目的高峰期，有20,000家公司和200多所大学参与该项目. 拥有80多家科研机构，总人数超过30万人，并且奋斗了8年. 火星到地球的最短距离是5000万公里，最长的距离大约是4亿公里. 前往火星的单程飞行约需250天（前往月球的单程飞行仅需45天），因此前往火星的旅程将带来一系列严峻的技术挑战，即使现在也很困难. 那么，操纵火星有多困难？

技术上的困难和困难

今天，不要说有人登上火星，即使是无人探索火星也充满了风险. 目前，全球共发射了43枚火星探测器，成功的只有26枚，成功率约60％，因此火星被称为“航天公墓”. 因此，载人探索或登陆火星更加困难，必须克服所有困难. 例如:

首先，必须开发重型运载火箭. 早年，美国和苏联在载人登月领域进行了激烈的竞争. 苏联最终失地的原因是，发射载人月球飞船的N1重型运载火箭未能发射四次；而美国则使用低地球轨道. 运载能力为127吨的土星五号重型火箭成功发射了质量超过45吨的“阿波罗”载人航天器. 载人火星航天器的质量必须大于载人月球航天器的质量，因此首先必须研制出重于土星5火箭的重型火箭. 当然，也可以采用一种新方法: 研制一种在低地球轨道上运载能力约为60吨的火箭，并用它分批发射载人火星航天器的机舱部分，然后交会并完全对接. 载人火星飞船在近地轨道上飞行，从而降低了重型火箭的成本和技术难度. 但这会增加载人火星飞船的成本和技术难度，因此对接的数量不应过多，否则会影响可靠性.

现在，美国私人太空探索技术公司正在研发一种低重轨道运载能力为53吨的“重型猎鹰”火箭，并且还计划研发一种低运载能力的“超负荷火箭”. 地球轨道承载能力为170吨. 美国宇航局正在开发一种“太空发射系统”重型运载火箭，其初始低地球轨道运载能力为70吨，改进后的运载能力为130吨.

第二个是开发载人火星飞船.

目前，人类只研发了绕月球飞行并飞向月球的卫星型航天器，但由于技术上的困难和成本的原因，尚未研制出能载人降落在火星上的星际航天器. 在前两个. 由于距离遥远，前往火星至少需要520天. 因此，航天器必须解决许多困难，例如人身保护，空气和食物供应. 宇航员前往火星期间将受到太阳风暴和宇宙辐射的影响. 这就需要加强空间天气预报能力并改进各种防护装备. 同时，在到达火星的途中和之后，有必要确保宇航员的氧气，饮用水和食物的供应.

目前可以考虑三种方法: 一种是将其放在地面上，包括使用货船将日用品运送到预定的着陆点；第二种是对宇航员的尿液，汗液和呼出气采用再生生命支持系统. 二氧化碳被回收再利用，在舱室里种植了释放氧气和吸收二氧化碳的蔬菜，以减轻地面运输的压力. 第三是在现场获取材料，并为宇航员的生活和工作生产材料，包括分解火星大气，使用3D打印机生产火星飞船部件等. 此外，有必要长期提供可靠的动力. 火星飞船的远距离导航.

第三个是在登陆火星期间和之后，飞船的生命和工作安全. 当航天器降落在火星上时，它必须经过“可怕的7分钟”. 幸运的是，火星有气氛，可以用降落伞减速. 着陆后，首先必须解决能源供应问题，因为火星距离地球比太阳要远得多，并且难以满足太阳能电池电源的需求，而且火星上的沙尘暴是地球的沙尘暴的几倍. 12级台风，持续数月，并且容易遮盖太阳能电池. 并且严重影响其工作，因此既要考虑使用核电，又要确保宇航员的安全. 火星沙尘暴也是对火星着陆器和火星外层服的紧密性和可靠性的考验.

此外，火星上的温度远低于地球的温度，这对火星着陆器温度控制系统提出了很高的要求. 当然，这也涉及着陆地点的选择. 如果将着陆器停在一个山洞中，则可以: 冬天温暖，夏天凉爽，并且可以抵御宇宙辐射. 着陆器也可以覆盖火星土壤. 火星的重力约为地球的1/3. 地球轨道上使用的舱外太空服（120千克）和月球太空服（重力为地球的1/6）不能在火星上使用，因此有必要开发功能强大的轻型火星太空服. 从火星返回地球更加困难，因为火星具有更大的引力，并且火星着陆器的升空必须具有很大的推力. 火星飞船以比月球飞船更快的速度返回地球，因此难度大大增加. 我们必须严格控制进入地球轨道的角度和速度以及时机，否则它将掠过地球或坠毁在地球上.

第四，人体适应新的环境问题. 在前往火星的途中以及到达火星后，宇航员已经处于微重力和低重力状态很长时间了，并且会出现诸如肌肉松弛或骨骼变轻之类的空间综合症，并且太空中有可移动的空间. 航天器很小，就产生了这个问题. 变得更加严重，并产生重大的心理影响. 到达火星后，与地球截然不同的火星环境也是对人体的挑战和考验. 为此，，欧洲和中国的六名志愿者分别于2010年和2011年进行了“火星500”实验，主要研究人类在火星着陆期间可以忍受的一切，尤其是心理和物质安全问题.

五是解决通信延迟带来的困难. 由于地球与火星之间的距离很远，并且信号的传输仅需20分钟，因此宇航员无法及时从地球控制中心获得帮助. 他们必须依靠航天器的自动控制设备和宇航员的知识和经验来解决遇到的问题. 在登陆火星后，您还需要确保与地球的正常通信.

几种解决方案

由于长期失重导致的宇航员肌肉萎缩和骨骼脱钙，目前有两种主要对策. 一种是吃药，另一种是体育锻炼. 但是，当前太空运动的效果不是很好，因此新的探索仍在进行中. 克服失重带来的负面影响的最佳方法是使用人工方法来产生重力，但是由于技术上的困难，目前不能将人工重力用作航空航天领域的保护措施. 为了研究防止骨丢失引起的体重减轻的好方法，航空航天医学科学家正在继续努力，希望在人类进入火星之前解决这个问题.

许多专家认为，载人登陆火星的最大困难之一是宇宙辐射. 当人们生活在地球上时，由于地球磁场具有屏蔽作用，因此可以将银河系宇宙射线的强度降低70％至90％. 即使人们在地球的近地轨道上飞行，他们所乘坐的载人航天器也可以被地球磁场屏蔽，从而使宇航员获得更低的辐射剂量. 但是，载人火星航天器在行星际空间飞行会受到大剂量的宇宙辐射的影响. 如果没有保护装置，对宇航员的辐射剂量可能高达数百拉德（辐射吸收剂量的特殊单位，符号为rad.

当1克物质吸收0.00001焦耳的能量时，吸收剂量为1拉德. 宇宙射线中的高能质子可以穿透航天器以照亮人体. 撞击人体后，会严重破坏组织和器官，杀死人体细胞或改变人体中的DNA，降低人体的免疫能力，导致宇航员终生不孕，从而增加癌症的发病率. 现有两种解决方案. 一种是加厚火星飞船的舱壁. 这种无源物理屏蔽方法的最大缺点是航天器太重，给发射造成很大困难. 第二是使用有源物理屏蔽. 人造强磁场在火星飞船周围产生，这导致指向火星飞船的辐射粒子偏离. 缺点是该技术非常复杂，目前很难实现. 因此，辐射屏蔽技术有待进一步研究.

选择火星宇航员也是一个难题，因为火星空无一人，环境恶劣，甚至细菌也难以生存. 普通人面临的风险是无法想象的. 有人说，在未来的载人火星飞行中，任务成功的关键不是它是否可以设计能够安全飞往火星的航天器，而是它是否可以选择和训练能够完成任务的宇航员.

就目前的技术水平而言，宇航员至少需要520天才能到达火星，而在如此小的环境中呆很长的时间对火星宇航员而言既是身体上的还是心理上的. 挑战极为严峻，尤其是心理上. 火星宇航员是否可以维持正常稳定的心理状态以持续到火星旅行结束，取决于宇航员的心理素质. 宇航员波利亚科夫（Polyakov）创造了438天的连续太空飞行经验，他说，他在太空中的经验证明人们可以在太空中长时间飞行. 他认为克服心理困难比克服身体困难更加困难. 如果他去了火星，他必须和他的妻子同行.

研究表明，de-Mars必须是4或6的偶数机组，以免在对话过程中孤立一个人. 如果火星乘员组由四人组成，其中一位是具有飞行飞机或航天器经验的飞行员，一位是了解心理学，妇科，牙科等知识的全科医生，一位是可以修理的全方位工程师飞船. 还有一位才华横溢的科学家了解气候和住址. 如果它由6个人组成，则应有2位工程师宇航员和2位科学家宇航员. 此外，混合编队比统一的男性太空船员更有利于完成火星的长期任务. 这里最重要的是团队合作.

由于飞行时间很长，因此火星宇航员的选择和训练侧重于心理素质，其次是身体素质和知识水平. 心理选择的任务是首先排除人格缺陷和集体主义薄弱的人；同时，他们发现自己不仅人格正常，而且善于团结同事，关爱团队，帮助他人，思想开放，善于幽默和乐观自信的人. 第二个是评估候选人在长期的独立火星之旅中是否在身心健康和持久性上是否能够始终保持良好的态度和强烈的工作热情. 第三是经过长时间单调重复的工作，我们仍然可以对突发的各种紧急事件做出快速反应.

要成功完成载人火星飞行任务，主要是基于集体的智慧和力量，而不是基于个人才能和才华. 因此，集体主义是否是一个非常重要的选择条件.

最有效的解决方案

从以上不难看出，私营公司的“火星一号”和“灵感火星”在促进太空探索精神方有一定作用，但实施并不可行. 私人公司适合将成熟的太空技术商业化.

即使是要进行具有国家实力的载人火星登陆，最有效的方法是拥有两种: 一种是进行国际合作，例如建设“国际空间站”，并利用全球力量减少资金利用技术，技术等方面的压力，以利用各国的优势；第二，缩短载人火星飞船到达火星的时间，以避免长期太空飞行带来的生命维持，宇宙辐射，失重，重量轻，心理生理，燃料备件等一系列问题.

美国计划研制一种名为“普罗米修斯”的核动力载人航天器. 它的飞行速度为87,000公里/小时，是当前载人航天器速度的三倍. 大约需要两个月才能到达火星. 但是，当时由核动力的火星航天器计划存在巨大的安全风险. 它使宇航员每天接受的辐射量相当于8张X射线胸片. 但是，随着技术的发展，美国和现在开始重新开发核动力载人火星飞船，这样它就不会对宇航员的健康产生不利影响，并且可以在12月内到达火星.

前美籍华人宇航员张福林正在研发一种全功率可变冲击磁等离子火箭. 如果成功，将其用作载人火星飞船的发电厂可以极大地缩短人们从地球到火星旅行的时间. 您可以在39天内到达火星. 但是该技术何时推出仍是未知数.

简而言之，从人类目前的技术水平来看，载人登陆火星的所有问题都可以逐步解决. 关键是要投入大量资金和许多专家的共同智慧来解决这个问题. 根据一项调查，2018年接受调查的1000多名美国受让者表明，有71％的受让者希望美国在2033年将宇航员送往火星; 75％的受让人表示，美国宇航局的预算应加倍. 达到联邦预算的1％. 目前，NASA的财政预算仅占美国联邦预算的0.5％. 与1960年代“阿波罗”载人月球计划的时代相比，美国宇航局的财政预算占联邦预算的4％. ％.

，欧洲和日本都放弃了人们登陆火星的计划，他们仍在研究相关计划. 我国专家建议，我国将在2025年至2030年之间实施载人登月计划，并于2050年在火星上实施载人登月计划.

关于将火星转变为人类的第二故乡然后移居火星，目前有许多计划，但是就目前的技术发展水平和速度而言，它可能要等到800年以后.

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