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作者:郑永春 来源: 发布时间:2015/2/27 10:49:20
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20年内将实现载人登陆火星

郑永春

首届香江学者国家天文台青年创新促进会负责人

图片来源:百度图片

■郑永春

虽然科技发展日新月异,但人类面临的命运却十分脆弱,我们面临的重大自然灾难除了地震、火山、海啸外,还包括小天体撞击、地球磁极倒转、超新星爆发、超级太阳风暴等。明升m88体即使庞大如恐龙,也能在一夕间灭亡殆尽。因此,人类必须保持足够的危机感和紧迫感。

然而,在可预见的将来,人类还不具有飞出太阳系的能力。在太阳系范围内,只有火星环境最适宜明升m88生存,是我们移居外星球的首选目标。虽然我们在太阳系中探索木卫二和土卫六等天体,在太阳系外搜索系外行星,但这些任务的主要目标是探测这些天体上的明升m88信息,而非为人类提供未来的移居地。

根据目前的探测成果,火星上可能存在过明升m88和液态水,这就为人类向火星移民,开辟新的生存空间提供了希望。人类可以通过在火星上创造温室效应,经过一二百年的改造,使之成为太阳系中的另一颗宜居行星,为人类向火星移民,开辟新的生存空间提供新的希望。

自阿波罗17号航天员最后一次登月至今的43年里,载人航天长期被限制在地球附近的轨道,这种状态必须改变。如今的载人航天已经到了突破地球引力束缚,为实现载人登陆火星而努力的关键阶段。载人登陆火星不仅需要丰富的知识积累、坚实的技术储备、专业全面的人才队伍,还需要合适的政治气候和民意支持。

截至2013年底,人类共进行了42次火星探测活动。由于地球和火星的轨道运动差异,火星探测器的发射窗口每26个月才会“打开”一次。从1996年以来的8个发射窗口,已经发射了11颗探测器,取得了大量探测资料。火星已经成为除地球之外人类认识程度最高的行星,甚至超过了人类已经登陆过的月球。

火星是美国太阳系探测战略的核心。目前,火星探测的明升体育app战略从早期的全球普查,逐渐聚焦到对重点地区开展精细探测;从火星找水逐步转到寻找明升m88信息。明升体育app界越来越清晰地认识到,火星是人类面临重大灾难时最有可能去的避险地。火星上发现了三角洲、冲击扇、沟渠等大量流水侵蚀地貌;一些盆地与明升官网柴达木盆地中的干涸盐湖十分相似,说明火星上曾经发育过大型湖泊;2007年发射的凤凰号着陆器直接探测到了火星土壤中的水蒸气。这些证据表明,火星土壤就像青藏高原的冻土层一样,现在仍然含有水。

火星上有水已经得到确证,那么火星是否适合明升m88生存呢。明升m88明升体育app的研究发现,明升m88可以在很多极端环境和极限条件下生存。细菌和孢子可以在非常寒冷、干燥、隔绝空气的环境下休眠数百万年,在环境条件适宜时重新激活。火星北极的土壤中就可能存在这样的休眠微生物菌落。明升体育app家还在地球上模拟火星的辐射、昼夜温差等环境条件,1万个样本中有6个食杆菌属的细菌在30天的试验后仍然存活,证明微生物可以在火星上长期存活。这也验证了人类改造火星的一种可能,即把低等微生物作为先锋生物释放到火星表面,通过生物作用逐步改造火星环境,最终使之适合人类生存。

在载人登陆火星的技术储备方面,火星探测的成功率越来越高,技术已经逐渐成熟。2011年发射的“好奇”号火星车体积相当于小轿车,重量达3.6吨,是一个功能齐全的小型实验室,并首次采用了太空起重机技术,通过绳索将火星车缓缓降落到火星表面;“好奇”号火星车全部采用核动力发电技术以确保火星车的能源供给,这也是世界上第一个没有太阳能电池板的深空探测器。这些新的探测手段、着陆方式、能源供应技术可推广应用到未来载人登陆火星的任务中。

以载人重返月球为目标的星座计划虽然已被中止,但作为星座计划核心任务的战神号货运火箭和载人火箭、猎户座载人飞船的研制并没有取消。2009年10月,战神1号火箭试飞成功。2014年12月,猎户座载人飞船首次绕地球试飞获得成功,飞船经受住了每小时3万千米的高速地球再入和2300摄氏度的高温,这种飞船已经具备了载人登陆月球、小行星和火星的绝大部分功能。

从民意支持分析,普通美国人对这颗红色星球也有着浓厚兴趣,NASA开展火星探测一直获得多数民意的支持。1960~1975年的第一次火星探测高潮期间,前苏联发射的“火星号”系列和“宇宙号”系列探测器几乎全部失败。相比而言,美国人在火星探测方面一直备受幸运之神的眷顾,保持着很高的成功率。在21次探测任务中有17次成功,成功率高达70%。特别是新世纪以来的所有火星任务全部获得成功。作为一个鼓励冒险、创新和探索精神的移民国家,实现人类首次登陆火星的目标在美国无疑具有强大的号召力。

从政治环境分析,奥巴马政府的航天政策近年来已经逐渐清晰,即鼓励和扶持民营企业进入航天领域。美国政府今后将继续大力培育民营航天企业的研发能力和技术实力,NASA将逐步退出低轨道航天飞行任务和商业发射任务,把这些任务承包给民营企业,在激活民间热情的同时大大降低轨道器的发射成本。未来,美国政府将集中力量发展月球及以远的深空探测任务。在这一政策方向的战略转移过程中,载人登陆火星毫无疑问是其头号目标。

从战略上分析,不管是星座计划中载人重返月球并建设月球基地,还是奥巴马2010年提出的捕获一颗小行星使之成为月球的卫星,开展载人登陆小行星的任务,瞄准的都是载人登陆火星。不同的只是从月球出发去火星,还是从小行星出发去火星。实现人类首次登月让美国在冷战中最终击败竞争对手苏联,并且在航天技术方面长时间引领世界。在完成国际空间站的建设之后,只有载人登火星这样的目标才能继续凝聚欧洲、日本、加拿大等航天国家,使美国继续引领世界航天。

不难发现,火星已成为人类未来移居的首选目标,对人类具有最强的吸引力,现有的知识储备和技术能力已经基本满足载人登陆火星的需求。因此我们预测,在奥巴马政府两年多的任期结束后,新政府很可能在航天政策方面再度作出重大调整,载人登陆火星或将成为下届政府的重要目标。在国内政治气候、社会环境和经费允许的前提下,美国可能将适时宣布启动实施载人登陆火星的计划。

人类探索火星的道路将充满挑战,但这种挑战和冒险精神,才是人类社会蓬勃发展的原生动力。基于对明升体育app发展战略的认识,我们不妨作一个大胆的预测,人类将在未来20年内(2035年前)首次踏上火星表面,航天员乘组很可能是美国人或美国牵头的国际合作小组,而后朝着建立火星前哨站、改造火星环境、火星移民的长远目标逐步迈进。

作为一个发展明升官网家,明升官网在深空探测方面必须坚持有所为有所不为的原则和重点突出、逐步推进的指导方针。鉴于载人登陆火星的极高技术难度,明升官网很难在20年内完全具备载人登火星的能力。但面对世界载人火星探测的发展趋势,我们必须在火星探测方面早作谋划,积极准备,在人类探索太阳系的征程中作出与大国地位相适应的贡献。

《明升官网明升体育app报》 (2015-02-27 第7版 科普)
 
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