为什么登陆火星要长时间
1. 火星距离地球2亿公里,宇航员若想上火星,需要花多长时间
1969年,美国“阿波罗十一号”飞船成功登上了月球。宇航员阿姆斯特朗更是在上面跨出 历史 性的一步,人类的登月梦想就此实现。
从那之后,很多人开始认为,火星和月球相似,都属于宇宙中的星体,能够登陆月球就说明可以登陆火星。但实际上,二者在星体环境、与地球的距离等方面却相差甚大,登陆火星的难度要远远大于登陆月球。
随着 科技 的发展,人类在宇宙航天领域的进展不断突破,不过登陆火星的计划却迟迟没有消息。那么,为什么相关活动还没有开展?我们想要登上地球的“孪生兄弟”,需要多长时间?
火星是离太阳第四近的行星,也是太阳系中第二小的行星。火星地表被赤红色的氧化铁所覆盖,在望远镜中呈现火红色,因此得名“火星” 。
火星上的大气以 二氧化碳 为主,二氧化碳在空气中所占的比例高达 百分之九十五 。并且火星大气比较稀薄,气温较低,表面温度在 零下六十三摄氏度 。火星的气候也是多变的,沙尘暴、冰爆经常侵袭火星,有时长达数月,在这样的气候下,火星表面覆盖着砾石、沙丘、撞击坑等等。另外,火星不存在稳定的液态水,但据观测, 火星地表下有地下水的迹象 。
在古罗马神话中,火星也被称为“红色星球”。而在我们国家的先秦诗人屈原口中,火星则被浪漫地命名为 “荧惑星” 。
千百年来,人们对于火星的好奇与向往从未止步。近现代以来,美国和欧洲很多发达国家的宇航局,已经陆续发射了对火星的多艘在轨环绕探测器,负责一系列观测、勘察工作。 在2021年,我国也发射了“天问一号”火星探测器,并成功抵达火星,让我国圆满完成了首次火星勘测任务。 而“天问”这个名字,正是屈原的一首长诗诗名。
火星被称为地球的“孪生兄弟”,与地球有很多相似之处,为了应对未来的人口问题,科学界已经提出了“移民火星”的计划。
但是火星作为世界航天领域的下一个研究重点,目前还并未有宇航员真正踏足,那么要实现登陆火星,还需要应对哪些困难,又需要花多少时间呢?
首先需要考虑的就是 距离问题 ,月球与地球相距的平均距离大约是 三十八万公里 ,从地球发射飞船,大约4天就可以到达月球;而火星与地球相距的平均距离却是 两亿公里 ,最近点也超过了五千万公里,远远大于月球与地球之间的距离。
按照当前的航天水平进行计算, 人类从地球发射飞船到达火星最近点,也需要大约580天 。
距离引发的问题主要是 途中宇航员所需物质的数量太多 ,一般来说,要想实现登陆计划,一艘宇宙飞船需要配备 三名宇航员 ,一名宇航员一天所需的食物和水有3公斤,完成一次往返任务需要三年的时间,这样计算下来,光食物就需要十吨。
我们都知道,宇宙飞船里面配备了各种设配,可供物资储备的空间已经很小,如此庞大的食物需求根本无法得到满足,因此想要登陆火星, 物资储备是首先需要克服的难题 。
飞船所需燃料的问题也是一大考验 ,虽然人类已经向火星发射了探测器,但探测器目前还都是单程的,没有返回的。载人前往火星意味着必须有返程,那么燃料也需要单程的双倍。
燃料如何携带、如何储存,才能既保证航程的安全,又最大程度减轻飞船的重量,这将是以后工作的重点。
除了燃料问题外,当前技术也还没有发展到一定程度。 人类目前的技术仅可以达到向火星发射探测器 ,如何让已经到达火星的探测器返回地球仍是一个难题。没有生命的探测器都没有进行返回的实验,更不用说载有宇航员的飞船了。
只有技术达到一定程度,可以使飞船返回活动万无一失,人类才敢继续登陆火星的挑战。
还有更重要的一个问题,就是 火星的环境状况 。火星的环境要比月球复杂很多,并且人类是在确定月球没有任何生命存在的情况下才进行登月活动的,宇航员的生命安全得到了保障。当前人们对于火星的了解还是较少,没有全方位的对火星进行观测。
火星是否存在生命的问题还是未知的,而且科学家更倾向于这个问题是肯定回答。
如果火星存在生命体,那 这些生命体是高级还是低级 也是人类该认真调查的。如果是低级的生命体,那么如果被宇航员带回,是否会对人类当前 社会 产生威胁,比如病毒传播、物种入侵等问题;
如果是高级生命体,是否会对宇航员产生攻击,甚至会对地球产生攻击,这听起来像是科幻电影,但科学一定要秉持严谨的态度,一定要在十分安全的情况下才能进行。
人类登陆火星还面临着以上的困难,任何一个难题得不到解决,登陆火星行动都无法进行。虽然还要克服许多困难,但现在已经有几个航天大国开始行动了,为登陆火星行动进行了一系列的研究和准备。那么人类想要登陆火星,还要进行什么样的计划或准备呢?
首先要进行一系列的计算。火星与地球的最近距离是5500万公里,最远距离是4亿公里,因此人类想要最快、最节省燃料地登陆火星, 就必须计算好什么时候能在最近点着陆 ,选择好着陆时间点是整个活动的首要目标。
其次要解决的是 飞船的燃料问题 。就算选择最近的地点着陆,也要比去月球远得多,这要求有充足的空间保证燃料的供应。保证飞船的燃料供应可以选择两种路径,第一种是 扩大燃料储存空间 ,最大程度上利用飞船的搭载能力;第二种是 使用更高效率的燃料 ,让有限的燃料得到更大程度的利用。
登陆火星行动也要在 保证宇航员的安全 。我们都知道,保证太空中宇航员安全最基本的就是宇航服了,这种衣服采用了最先进的材料和 科技 ,要具有抵抗太空恶劣的环境的能力,服装内有加压系统,让宇航员在真空中保证安全。宇航员登陆火星的宇航服也要针对火星情况而定,这是一项巨大的挑战。
火星的大气十分稀薄,无法有效避免辐射,宇航员要暴露在大量射线之下。火星的气温也很低,最低可以到达零下八十度,并且还有引力低、压力低的特点,对宇航服都提出了巨大考验。 宇航服造价不菲,一套高达上亿元,因此也要有巨大的资金投入 。
宇航员的心理状况 也是需要训练、准备的。火星与地球距离较远,往返需要三年的时间,这意味着几位宇航员将在密闭的空间里度过大部分时间, 这对人的心理承受能力是极大的考验 。 目前人类在太空中停留最长的时间是803天 ,由前苏联宇航员克里卡廖夫创造。
登陆火星所要花费的时间要超出这个记录,宇航员所面临的心理挑战是前所未有的。
除了心理压力之外, 宇航员身体承受能力 也需要进行评估。 人类在宇宙中虽然有宇航服的保护,但也不可避免地会遭到损害 。克里卡廖夫在第二次执行航天任务时,在宇宙中停留了三百余天,返回地球时,身体已经比较虚弱,宇航员在宇宙中骨骼的钙质会流失,视力也会受到影响。
宇宙飞船在宇宙中待的时间越长,面临的风险也越大。 来自宇宙的陨石、彗星都会对宇宙飞船产生威胁,任何小小的威胁都可能导致机毁人亡的悲剧 ,整个火星登陆计划是处在巨大风险之下的,如何有效避免来自宇宙的风险、安全地返回地球,也是登陆火星计划需要准备的。
面临众多压力和挑战,人类仍然义无反顾地进行着火星着陆计划。
每一项伟大的行动背后都有无数人做出了牺牲,无论是科学家还是宇航员,都在用自己的行动为人类 社会 的进步做出贡献,希望有朝一日,我们的梦想变成现实。
2. 天问一号探测器进入火星停泊轨道,为什么要在此停3个月
由去年7月23日发射的天问一号探测器已经在轨飞行了215天,目前距离地球2.12亿千米
2月24日,据央视报道,首次火星探测任务天问一号探测器于2021年2月24日6:29成功实施第三次近火制动 ,进入近火点280km,远火点5.9万千米,周期两个火星日的火星停泊轨道,探测器将在停泊轨道上运行约三个月, 环绕器七台载荷将全部开机,开始科学探测,同时载荷中的中分辨率相机, 高分辨率相机,光谱仪等,将对预选着陆区地形地貌,沙尘天气等进行详查,为择机着陆火星做好准备
有很多网友会有一些疑问,为何天问一号要三个月后才能着陆火星,而不是像毅力号抵达火星轨道就着陆 要知道,这次探火任务,我们国内第一个卫星和第一次降落都是紧密联动的,这三个月时间要完全扫描火星自己的第一手资料很重要, 而美国好奇号探测器已经在火星勘察了八年之久,因为中国是头一探测对火星一无所知,首先要先在鬼 进行全面儿的火星探测,详细了解登陆位置的具体情况 火星上有大气,引力更大,对着陆器的要求更高,和月球探测的难度自然不是一个级别的 通俗来讲,不管是哪个国家的航天机构,只要是第一次探测火星,打算登陆,都需要在探测器抵达停泊轨道后,先逛逛周边环境,地形懂了才好找地方下去 如果直接降信息传输都可能有问题
3. 人类可以登陆火星吗从地球到火星需要多长时间
距离人类第一次登上月球已经过了半个世纪了,人类内心渴望再度登上其他星球。火星则是探索宇宙新得里程碑,当然,完成这个创举绝不会一帆风顺,我们势必要面对和解决很多困难,登陆火星,移民火星到底有多难呢?
载人火箭从地球发射后,到返回地球期间,任何一个阶段发生状况都必须靠航天员立即自行抢救,无法靠地球给予任何救援。因为即使已近接近光速的无线电波,传递单程也需要近13分钟,一来一往之间就要花掉26分钟的时间,根本来不及。那么从地球到火星到底需要花多长时间呢?地球到火星最近时约5500万公里,最远时则可达几近4亿公里远。
大家可能很难想象4亿公里的距离有多远,这个数字是地球到月球的千倍,过去我们到月球需要三天的时间,大家可以参照对比一下。
4. 历时“惊魂九分钟”祝融号成功登陆火星,为什么比美国多了两分钟
大家好,我是核桃。
据新华社消息,5月15日,天问一号探测器的着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部的预选着陆区。登陆火星是出了名的危险,失败的任务比成功多。根据美国登陆火星的资料现实,其中最关键的一步,就是要经历传说中的“恐怖7分钟”,从火星车以超音速进入火星稀薄的大气层开始,直到7分钟后到达火星表面为止。 实际上,天问一号这段经历用了9分钟。
为什美国用时7分钟,而中国用了9分钟呢?这多出来的两分钟去哪了呢?其实火星着陆的持续时间受到很多因素的影响,比如冲入火星大气的速度、角度、地点和时间等等。还要考虑当时的天气状态和着陆使用的技术等等。根据不同的条件,总体着陆时间其实是在7到10分钟的一个范围时间段。
再加上我国选用的着陆技术也和美国的不一样。根据大量的研究和实践,全球大致有三种比较安全的登陆方式,不过原理基本相同。都是依靠火星大气对进入舱和降落伞产生的阻力以及探测器上缓冲发动机的反推,把高速飞行的火星探测器在着陆火星表面时速度减为零。
第一种方式是美国常用的方式,为气囊弹跳式。这种方式采用降落伞加上气囊弹跳方式着陆。美国的“火星探路者”、勇气号和机遇号火星车都采用这种着陆方式。
第二种是反推着陆腿式。美国的海盗1号和2号、凤凰号、洞察号以及我国的“祝融”火星车都采用这种着陆方式,即降落伞 缓冲发动机反推 着陆腿方式着陆。
第三种着陆方式是空中吊机式。美国好奇号和毅力号火星车都采用这种着陆方式,即降落伞 缓冲发动机反推 空中吊车的方式着陆。这种着陆方式最为复杂,成本最高,技术最先进,可满足重量更大的探测器软着陆要求。
中国采用的是第二种方式,即减速悬停+四腿着陆。整个着陆过程被分为4步,所有的步骤都是为了安全快速地把着陆速度降下来并精准地降落到预定地点。
第一步是依靠火星大气的阻力,用约290秒把装有着陆巡视器的进入舱速度从4.8千米/秒减速到460米/秒,我们称之为气动减速段。
第二步进入舱打开降落伞,用约90秒把速度由460米/秒降到95米/秒。在这阶段需要时刻注意大气层的风向和风速,这会对着陆点造成影响。
第三步就是动力减速段,进入舱要把大底和背罩抛掉,露出了着陆平台和火星车。平台上的大推力缓冲发动机开始工作,进一步减速,用80秒把速度减小到3.6米/秒。
最后就是第四步了,走到这一步基本上算是挺安全了,着陆巡视器只需要在高度降为100米的时候速度基本上降到0,然后通过多种相机和传感器会对地面进行采样,观察地面,寻找最安全的着陆地点,最后用4个着陆腿进行缓冲,安全在火星表面软着陆就可以了。
所以中国比美国多出2分钟时间是很正常的事情,毕竟不论是时间地点,进入角度和着陆方式都不一样。成功着陆火星后,祝融号火星车就会开始它的工作了,并为我们带来火星的最新资讯。
#中国首次!天问一号成功降落火星# #天问一号探测器着陆火星# #天问一号着陆的“惊魂九分钟”#
5. 登陆火星有多难,为什么载人登月过了51年,人类还没到火星
人类早在1969年就实现了登陆登月,然而51年过去了,载人登陆火星至今是纸上谈兵,并没有任何一个国家拥有这项技术。
6. 火星距离地球最近时才5500万公里,为何火星车要飞8个月才能抵达
火星是距离太阳第四近的行星,位于地球公转轨道的外侧,近十几年关于探测地外行星的新闻,大多来自火星探测。
中国国家航天局近期公布了很多关于火星的照片,都是“祝融号”传回来的。中国在火星探测领域,已经实现了绕飞、着陆和巡视探测三项任务,接下来就是带回土壤样品。
有个问题可能困扰着很多朋友,火星距离地球这么远,人类是怎么做到把探测器送上火星的?真的像科幻片中演的那样,操控宇宙飞船直达火星吗?事实上从地球到火星,远比影视剧中演绎的要复杂,而且复杂的多。
火星与地球的距离不是固定的,这是因为两者公转周期并不一致。火星距离地球最近时,大约5500万公里,而最远时达到了4亿公里。
火星绕太阳转一圈需要686天23小时,地球是365天。也就是说,火星距离地球最近的时间窗口期,26个月才会出现一次。
即便是5500万公里,也是非常遥远的距离,而且火星探测器要走的路程,远不止这么点距离,探测器要绕一条大概3亿公里的远路,才能抵达火星附近。
下面我们就来看一下,从地球发射探测器到火星,究竟要经历几个过程?人类又是如何克服这些问题的?
讨论火星探测器离开地球,就不得不讨论三大宇宙速度。当航天器的速度达到7.9公里/时,就可以绕地飞行,比如人造卫星和空间站,都是以这个速度在飞行,7.9公里/秒就是第一宇宙速度。
而想要摆脱地球引力,就需要比第一宇宙速度更快的速度,至少11.2公里/秒的第二宇宙速度。由于地球大气阻力的影响,从地面直接发射的火箭,很难达到这个速度,必须先将探测器发射到近地轨道,然后再加速到第二宇宙速度。
探测器以11.2公里/秒的最低速度逃离地球之后,还做不到自由翱翔。因为太阳引力控制了探测器的飞行路线。想要突破太阳引力的影响,冲出太阳系,航天器的速度最低要达到16.7公里/秒,这就是第三宇宙速度。
不过我们讨论的是到达火星,还在太阳系范围内,不需要摆脱太阳引力,只需达到第二宇宙速度就可以了。
然而,离开地球进入环绕地球的轨道就已经非常困难了,巨大的火箭需要消耗天量的燃料才能把数吨重的物体送入太空。
现在的火箭,平均自重100吨,也仅能运送3 5吨重的航天器进入近地轨道(200公里 2000公里之间)。如果将卫星发送到35786公里高的地球同步轨道,就必须采用三级以及三级以上的火箭,这样的话火箭运送能力会降低一般。
如果想让航天器飞得更远一些,来到38万公里处的月球上,探测器重量只能占火箭重量的1% 2%之间。美国阿波罗计划,使用的是土星五号火箭,重达3000吨,仅能运送45吨左右的飞船到地月转移轨道。
现在我们要做的,是将探测器送到5500万公里之外的火星上,其难度可想而知。如果按照现在的火箭运力,是不可能将探测器直接发射到火星上的,探测器需要通过霍曼转移轨道才能抵达,后面我们会重点介绍,此处暂时不提。
也就是说,人类目前的巨型火箭,只负责把让火星探测器摆脱地球引力,而不是送到火星,即便如此也是极大的挑战。
我们就拿美国的“好奇号”火星车举例,运载“好奇号”的火箭是宇宙神5-541火箭,核心推动部分包括1个宇宙神-5 型核心级、4个固体助推器和1个半人马上面级发动机,使用了5.4米直径的超大整流罩。
火箭的总重高达531吨,而其负责运送的好奇号组合仅重3.8吨,运载效率仅为0.7%。而且这3.8吨当中,火星车核心部分仅占0.9吨,其余大部分是为火星车着陆准备的。
所以说,发射探测器到火星,第一步要做的就是使用大型运载火箭,让探测器摆脱地球引力的控制。
现在我们的探测器已经摆脱了地球引力,正以相对太阳32.7公里/的速度向火星奔去。
你没有看错,就是32.7公里/秒,因为探测器从地球出发时,就已经获得了一个来自地球公转的速度,前面我们所说的三大宇宙速度,是相对地球而言的。
具体这个速度是如何计算的,我们这里就不展开说了,你只需要直到探测器的飞行速度非常快就好了。
按照这个速度,结合火星与地球最近时5500万公里的距离,如果走直线的话,按理说探测器不到20天就可以抵达火星了。
但是我们前面已经说过,探测器不能走直线飞行,因为没有足够大的宇宙飞船,来提供如此远程奔袭所需要的燃料。所以探测器走了一条几乎不需要动力的一条路,只是这条路比较远!
航天器在太空中的运行轨迹,一定要符合万有引力定律和开普勒天体运行三大定律,探测器的路线必须是椭圆形的,这样才可以充分利用星球之间的引力关系。
1925年,沃尔特·霍曼博士给出了这种星际旅行的最佳解决方案,该方案因此被后人叫作霍曼转移轨道,它是以节约能量为原则的理想方案。
霍曼转移轨道的思路大致是:在地球和火星的环绕太阳的轨道之间选择一条椭圆路线,椭圆与地球运行的轨迹外切,与火星运行的轨迹内切,以太阳为椭圆的一个焦点。
探测器摆脱地球引力之后,已经获得了一个来自地球公转给予的速度,探测器只需在此速度上加速即可。可以理解为探测器从地球公转轨道上出发,朝着火星公转轨道飞行,不是直接飞过去,而是沿着霍曼转移轨道切过去。当探测器进入火星公转轨道后,再点燃燃料,增加一定的速度来追赶火星。
整个过程中,探测器只启动了两次动力系统,一次是加速离开地球轨道,进入霍曼转移轨道,一次是快要抵达火星时从霍曼转移轨道上脱离,追赶火星。
霍曼转移轨道最大的优势就是节省燃料,探测器不需要建造成超大号宇宙飞船那样,它的燃料消耗非常少。
但是霍曼转移轨道的缺点也很明显,就是飞行时间很长,探测器必须按部就班的按照椭圆轨道运动,走完整个椭圆近一半的路程。
火星与地球最近时的距离大约5500万公里,而标准霍曼转移轨道却长达6亿公里,探测器需要飞行至少260天左右。
这是探测器登陆火星的第二步,它必须要沿着霍曼转移轨道,奔袭至少3亿公里的路程!
经过亿里跋涉,探测器终于到了距离火星比较近的位置,但在着陆火星之前,探测器先要进入火星卫星轨道。因为直接着陆的结局,就是探测器直接撞向火星,探测任务就功亏一篑了。
探测器靠着推力系统,让自身运行轨迹与火星轨迹重合,两者相对太阳的速度几乎一样,此时,火星引力将起到主导作用。在探测器自身能力有限的情况下,火星引力很容易使其加速,从火星附近飞过或者直接撞向火星。
如果探测器拥有很强的动力系统,会很容易切入火星轨道,然而现实情况是,探测器所携带的燃料非常有限。探测器上的每一滴燃料都是从遥远的地球运过来的,如果用来减速就真的太浪费了,而且火星车着陆之后,也需要一定的燃料来执行探测任务。
比如印度的曼加里安探测器,总重1337千克,燃料有852千克;考虑到余下的基本结构、太阳能电池板、发动机和基本控制导航器件等,真正用于科研的设备仅有13千克左右。由此可见燃料重量对火星探测器的巨大影响。
为了以最低的燃料消耗,达到进入火星卫星轨道的目的,科学家们绞尽脑汁,终于想出了一个方案:空气刹车!
火星探测器到达火星附近之后,张开太阳能帆板,通过与火星极其稀薄的大气摩擦,逐渐降低椭圆轨道,靠近火星。美国航空航天局总结,利用空气刹车方案,足足节省了600千克燃料。这是一个了不起的成就。
不知道读者朋友们看到这里会有什么感受,很多人只知道火星探测比较难,但从未想过有这么难!
这是探测器飞往火星的第三步,想方设法切入火星卫星轨道,距离着陆只差最后一步,而这最后的一步才是最具挑战性的过程!
探测器登陆火星,终于迎来了最后一步:平稳着陆,这一步如果做不好,前面的努力就都白费了。
为了方便理解,我们先来看一下航天器在地球上是如何着陆的,我们选择载人航天的返回着陆来举例。因为火星探测器内部,承载着火星车这类核心仪器,必须平稳着陆,就像载人返回那样。
载人航天飞船着陆时要先调整好角度,飞船不能直上直下冲进大气层,其返回轨迹要与地面形成一个3度左右的夹角。如果夹角过大,飞船会和大气层产生过量摩擦而温度太高,如果夹角太小,就会像打水漂一样,从大气层附近掠过,就无法返回地球了。
当飞船距离地面10公里左右的时候,由于大气摩擦作用,速度已经降下来了,但还是太快。此时飞船就会打开巨大的降落伞,让速度变得更慢。到了快接近地面是,飞船启动反推系统,最终将飞船的速度降到2米/秒左右。
载人飞船着陆地球都如此困难,在火星上着陆就更加困难了,即便是无人探测器,着陆火星都比返回地球要复杂的多。
火星上的大气层比较稀薄,但同时引力也较小,所以探测器也可以利用空气阻力来减速。但是火星探测器的速度非常快,跟大气摩擦产生的热量也非常高,温度能够达到2100 。而且着陆器从到达火星大气边缘,但最终着陆,只有大约7分钟时间。
在这七分钟时间里,探测器要面对高速、高温、撞击等极端挑战,在接近火星地面时,着陆器的反推系统会启动。此时雷达迅速打开,探测着陆点的环境,探测器要选择一块平整的地形着陆。
整个着陆过程,包括最后选择地形的过程,探测器只能靠自带的智能系统控制完成。因为以火星与地球的距离,无线电信号传输都需要二十分钟以上的时间,根本无法在地求上实时遥控探测器着陆。
历经千辛万苦的探测器,终于平稳着陆在火星上了,接下来就可以开展巡视探测任务了!
以上就是探测器从地球到达火星的过程,这跟科幻小说中写的相差很大。尤其是探测器需要通过霍曼转移轨道,绕这么个大圈子才能抵达火星,这也是火星探测器飞行时间长的原因。
关于探测器抵达火星的话题,就简单的介绍到这里,读者朋友有其他观点的,欢迎在下方评论区发表意见!
7. 天问一号已入火星轨道,为何要等三个月才登陆火星
3000N的轨道控制发动机点火15分钟后,中国首个火星探测器天问一号近火制动成功,于2021年2月10日19点52分进入了近地点轨道为400千米、周期约为10个火星日、倾角约为10?的大椭圆轨道,这是继阿联酋希望号在2月9日入轨火星后近期第二个到达火星的探测器。
而天问一号,则因为有一个轨道器,所以不得不消耗大量燃料减速入轨,当然有环绕探测器就相当于有一个在火星轨道上的中继以及领路人,同时也将获得大量火星地面上无法获取的数据(NASA不缺火星环绕探测器,当前轨道上NASA有三个探测器,还有一辆火星车,和固定的洞察号)。
8. 火星和地球相隔2亿公里,如果我们要上火星,需要多长时间
自从阿波罗飞船成功登月后,美国NASA的“太空野心”也越来越大。 于是NASA公布了这样的航天计划,要在2033年将宇航员送上火星,并且还要在火星上生存2年。
这个消息一经问世立即引起一片哗然,有不少人认为这是天方夜谭,那么问题来了,人类目前的 科技 水平真的能登上火星吗?火星和地球相隔2亿公里,如果我们要着陆火星,又需要多长时间呢?
如果想弄明白这个问题,我们首先要计算的是距离。目前已知月球与地球的距离是38万公里,阿波罗十一号探月飞船从地球出发到月球用了七十五个小时五十分钟,也就是三天多一点的时间。
而火星距离地球的平均距离为2亿公里,最近点也有5500万公里了,随着 科技 的进步,目前最快的载人飞船是阿波罗指令舱,速度可以达到每小时39896公里。 这么一算,如果飞船侥幸碰上了地球与火星的最近点,可能57天就到达了,若是碰到了最远点,那就需要208天,也就是七个月左右。
当然这还是非常理想的情况下,但实际情况远远没有那么简单,这是因为地球和火星始终在运动,并且宇宙飞船为了节省燃料需要在轨道上运行,所以宇宙飞船根本不是直线奔向火星的。这就导致人类发往火星的无人探测器,用时最短的水手7号都需要耗时128天, 那么载人飞船想要去火星,科学家的实际预测是580天。
光是飞往火星的单程票就要用一年半的时间,那么载人飞船在实际航行过程中,还会遇到哪些难题呢?
首先是燃料问题。 载人飞船总不能把宇航员放在火星上就永远不回来了,所以载人飞船光是往返双程票就需要三年的时间。再加上宇航员飞往火星的过程中不可能不吃不喝,那么飞船上还要存放宇航员三年的必要物资和口粮,存放物资就不得不扩大宇宙飞船的空间。
这么一看,超长的飞行时间,超大型的宇宙飞船,直接从地面发射飞船就需要推力非常大的火箭,势必也需要消耗更多的燃料。
面对这个问题,有航天专家提出了这样的运载策略, 先把飞船的零件和宇航员需要的物资运送到月球空间站基地, 经过组装后再进行发射。这是因为月球上预计有数亿吨冰,不仅能够解决宇航员的饮水问题,还能用于制造液氧和液氢,为火箭燃料进行续航。
其次是恶劣的太空天气。 宇航员在乘坐飞船前往火星的过程中,将会遭遇到很多外太空的恶劣天气,比如太阳风暴和宇宙射线。所以为了保护宇航员避免遭受放射性物质的伤害。宇宙飞船必须要具备防护设备,医疗设备,以及预报太空天气的能力。
尤其是当宇宙飞船遭遇太空辐射时,与地球表面取得联系的无线电信号就会受到干扰,因此当宇航员遭遇到外太空突发状况时,只能依靠飞船的自动控制系统和宇航员的自身经验来解决问题。这对宇航员飞往火星的训练科目,和对宇宙飞船的功能完善,都是非常大的考验。
最后是宇航员面临的伤病问题。 从地球飞往火星的旅程动则一两年,宇航员长期处于没有重力的状态下, 会出现肌肉松弛,骨质疏松,甚至是免疫功能全面退化等太空综合征。 这些疾病也会让宇航员更容易受到细菌感染和病毒侵袭。
如果在宇航员免疫力低下的情况下,安全着陆火星了,能否适应火星地面环境又是一大难关。 这是因为火星上白天零上20度,而夜晚则是零下150度,昼夜温差非常的大。并且由于火星大气稀薄,导致保温效果差,如果宇航员站在火星上,会感觉脚部温暖如春,而鼻子快要被冻掉了。这种环境对本身已经非常脆弱的宇航员无疑是极大的考验。
而根据NASA的计划,是打算让宇航员在火星上停留两年,所以宇航员还面临着在火星种菜,利用循环水等问题,这些都非常考验人类目前的 科技 水平。
由此说来,NASA飞往火星的计划还真是困难重重,那么人类的火星 探索 计划就永远成为泡影了吗?当然不是,从技术上来看绝对没有问题,重要的是值不值得去火星,以及钱够不够用的问题。
登陆火星这项计划,早在阿波罗登月时期美国就提起过,那时的航天 科技 技术,就已经具备了登陆火星的初级规模。再加上美国宇宙 探索 公司SpaceX一直脑洞大开,对火星移民改造计划野心勃勃,所以飞往火星的航天 科技 也一直在进步。如果当时美国政府不计成本大量烧钱往里投资,说不定真在70年代就完成了载人登陆火星计划了。
但问题就在于美国不继续烧钱了。 如果想要继续实现飞往火星计划,NASA起码要再扩大十倍的投资预算。于是不少纳税人强烈抗议,要求这些财政预算不要搞什么火星 科技 ,而是投给国家基础建设和公共教育。
毕竟苏联解体了,再也没有人和美国争夺世界大哥的地位了,所以航天技术已经处于制霸全球地位的美国,就算想劳民伤财再搞一把火星计划,也得掂量掂量能不能引起民愤民怨。
最后是值不值得去火星的问题。 如果人们在火星上发现了有利于人类的新型矿产,或者发现了威胁人类生存的外星人,别说是2033年实现登陆火星计划了,一激动2023年登陆火星都有可能。
所以关于人类登陆火星到底需要多长时间,表面上来看是距离问题,以及航天 科技 技术问题,而实则是几国争霸和zf愿不愿意再投钱的问题。对此有网友说,假设世界更改国际法,说谁先登陆火星谁就能霸占火星领土和经济专区,相信人类载人飞船登陆火星,指日可待。
9. 火星距离地球2亿公里,宇航员若要上火星,需要多长时间
人类已经成功登上了月球,下一步就是 登陆火星 。可是,距离人类最后一次登陆月球已经过去了半个世纪,为何人类 迟迟不登陆火星呢 ?难道人类对火星已经失去兴趣了吗?
并不是人类对火星没有兴趣,反而是 兴趣大增 。但是好奇归好奇,登上火星 不是那么简单 的事。
那么比起登陆月球,登陆火星存在什么困难?人类应该怎样登陆火星?登上火星之后又会有哪些危险?我们未来应该怎样发展火星计划?火星距离地球 2亿公里 ,宇航员到火星,需要多久呢?
很多人认为登陆火星和登陆月球就 只是距离不同的差别 ,这样想未免太看不起火星了。按照辈分,火星是地球的弟弟、月球的叔叔;按照天体等级,火星是行星,月球是卫星,火星比月球高出了 一个等级 。因此,登陆火星和登陆月球完全是 两回事 !
首先就是 距离 ,月球距离地球的平均距离为 38万公里 ,一般来说,从地球上发射飞船到降落到月球上,只需要4天的时间。而火星与地球的平均距离为 2亿公里 ,最近点大约5500万公里,以最近点来看,大约需要 580天 。
其实 燃料 问题到很好解决,毕竟人类的几个 探测器已经成功着陆 火星了,最难的是宇航员需要的 物质 。一来一返所需要的时间都得 三年了 !一般来说这种登陆需要配备三名宇航员,一个成年人一天需要 3公斤 的食物和水。这样算下来,光是宇航员的饮食就要10吨左右。飞船上“寸土寸金”,这已经 严重压缩 了其他物质的空间。
其次就是,从火星上 返回十分困难 ,至今还没有哪个探测器做到 有去有回的 。这没有载人的都不敢贸然回来,更别说载人登火星了。人类想要登上火星,起码必须做到有无人探测器回来的先例才可以。往返意味着必须 携带大量的燃料 ,这对未来登陆火星的飞船有着极高的要求。
最后就是,火星的情况也和地球 完全不一样 ,人类是在确定没有任何生命的情况下登陆的月球。但是火星是 被怀疑存在生命的 ,没有发现只是因为人类目前 探索 的范围太小。
如果上面有生命,它们被宇航员携带 进入返回舱 ,然后又被带回地球,会引发科学家都 预测不到的后果 。就好比火星的土壤,很多人都希望能从火星的土壤里 种出薯仔 ,如果携带会生命,恐怕会 长出“E.T.” 。
虽然困难重重,可并不代表人类不会登火星,目前几个航天大国,都在开启自己的 登陆火星计划 。那么登陆火星需要做哪些 准备 ?
火星围绕太阳的轨道是一个 椭圆形 ,距离地球最近的点是 大约5500万公里 ,最远的点则达到了4亿公里,因此人类若是要登录火星,就得挑选好时间,趁着地球和火星距离比较 近的时候发射 ,这样既能节省时间,也能节省燃料。
在运载火箭上, 规格 会远超过当年发射阿波罗计划的一系列火箭, 容量会更大 。必须保障航天员的供应以及航行过程中的燃料。宇航员的 航天服 很有可能会被丢弃,因为无法保证上面粘上的火星土壤里是否存在生命。由此可见,登陆火星还必须投入 巨额的资金 。
这里面有一个巨大的考验,那就是宇航员需要一直在密闭空间内生活,这对其心理素质是一个严格的考验。目前在太空中停留时间最久的航天员是前苏联的 克里卡廖夫 ,累计停留时间为 803天9小时39分钟 ,此记录至今 无人打破 。
值得一提的是,克里卡廖夫第二次执行任务的时候,在太空中 遇上了苏联解体 ,导致其无法返回,他在空间站停留了 311天 。据称,回来后的克里卡廖夫身体 十分虚弱 ,这是因为航天员在太空中呆的时间越长,骨骼里的 钙质流失 会越严重,视力也会越弱。
想象一下,宇航员需要在太空中执行 接近三年 的任务,并且大部分的时间都必须在 狭窄的飞行舱内 。在这过程中,他们还面临来自太空的危险,比如小行星、彗星等天体的撞击,这对宇航员的生理和心理都是巨大的压力。到达火星表面后,宇航员还得面临更多的 未知危险 。
火星的引力是地球的 37.5% ,宇航员登陆之后,需要一定的时间 适应火星的重力 。此外火星的气压非常弱,不到地球大气压的 1% ,这就表明,火星宇航服必须 非常厚重 ,这样才能保证宇航员体内外气压的平衡,不然会被人体内的气压涨破肚皮。
适应了火星的引力和气压,宇航员还得 面临火星的低温 ,由于与太阳的距离远大于地球和月球,火星表面的平均气温只有 零下60度 ,最低温度可以达到零下80度,就算是最热的赤道,白天的气温 也只有17度 。可以说火星严重与自己的名字不符合,是颗名副其实的 冷冻星球 ,一点都没有火一样的热度。
此外,火星的 大气非常稀薄 ,整个表面完全暴露在太阳的辐射之下,宇航员需要面对数倍与地球表面的 射线强度 执行任务。
科学家们推测,可能在十多亿年前,火星是 存在生命的 ,不过由于太阳温度的逐渐升高,火星的质量太小,无法形成大气层,表面的水在太阳的辐射下分解成氢气和氧气。在大约10亿年前,火星 彻底失去 了自己的 液态水 ,变成了今天的模样。
但是科学家们认为,这样的变化并没有让火星的生命就此绝迹,很有可能在 土壤的深层 还存在液态水,里面还保留着火星的生命火种。
如果宇航员登上火星, 采集土壤样本 ,结果不小心将火星的生命带出来,再因此带回地球。这些生命来到地球后,万一发生了 前所未有的变异 ,后果不堪设想。既然 探索 火星存在这么大的危险,为何人类还对其 十分执着呢 ?
人类如此迫切地想要登陆火星,不是为了火星的资源,而是为了 以火星为跳板 ,去往更远的 星际空间 。几乎所有的科学家都认为,人类会离开我们的地球,移民前往新的居住地,因为地球会变得越来越无法生存。然而就目前来看,另外七颗行星 均不适合居住 ,考虑到与太阳的距离,金星和火星是 没有选择的选择 。
金星 上的温室效应比地球还严重,平均气温在 400度左右 ,相比起来,火星就好多了,虽然它很冷,但是温度与地球的南极相差不远,人类可以建立基地,居住在里面。为此在上个世纪八十年代,美国实行了“ 生物圈2号 ”实验,最后以 失败告终 。这表明人类想要彻底离开地球生态,还有很长的路要走。
不管怎样,人类想要登陆火星的 心已经非常坚定 , 马斯克的火星计划 甚至是有去无回,却仍然 有很多人想要参与 ,作为人类登上火星的先驱,对于这些宇航员来说,是伟大而又悲壮的。但愿有一天,我们的宇航员能够安全着陆火星,再安全返回地球。