2020年将会看到火星撞击。当地球位于火星和太阳之间,火星和太阳的视在经度相差180度时,火星离地球最近,是最好的火星发射窗口。中国今年还将发射火星探测器。
人类一直想登陆火星。目前,科学家预计人类将在2020年登陆火星。为此,科学家们进行了一系列实验,其中之一是火星旅行模拟实验。
因为火星离地球太远,从地球到火星最近的距离约为5500万公里,最远的距离超过4亿公里。两者之间的密切接触大约每15年发生一次。1988年,火星和地球之间的距离一度达到约5880万公里,而在2018年,两者之间的距离达到5760万公里。
从目前从宇宙飞船到火星的时间来看,大约需要10个月。如果有人驾驶,可能需要一年时间。在此期间,宇航员需要住在宇宙飞船里。在封闭的环境中如此长的时间会对宇航员的身心产生许多不利影响。
2015年8月,一个由六名科学家组成的团队将在夏威夷的一个封闭穹顶中生活一年。这是美国迄今为止最长的隔离实验。它旨在为美国宇航局的火星之旅做准备。美国国家航空航天局此前分别执行了一项为期四个月和八个月的联合生存任务。
实验圆顶位于夏威夷莫纳罗亚火山的贫瘠北坡。它的直径是36英尺(约11米),高度是20英尺(约6米)。在冰屋里,每个人都有自己的小房间,里面有一张简单的床和一张桌子。冰屋里的生活材料非常有限。他们的日常饮食是奶酪粉和金枪鱼罐头。食物每4个月供应一次,水每2个月供应一次。研究小组还进行了一系列可能的紧急模拟,包括断电、工具损坏、强辐射波下的强制疏散等。
团队成员可以离开穹顶,但他们必须穿厚重的宇航服,不能使用互联网。与外界的联系仅限于电子邮件,并且有20分钟的人为延迟来模拟太空通信。
在这里,几乎没有隐私空。研究人员使用照相机、人体运动跟踪器和电子问卷来了解参与者在长期隔离生活中的心理变化和压力,为未来真正的火星飞行提供经验。
团队成员包括一名法国天体生物学家、一名德国物理学家,其余四名是美国人、宇航员、建筑师、医生和记者以及土壤科学家。
这个由三男三女组成的团队已经开始了美国历史上持续时间最长的火星模拟任务,为人类未来的火星之旅和火星上的生命做准备。
宇航员在长期封闭的环境中相对无助和孤立。如此漫长的过程挑战了人类的宽容。生理上,免疫力可能下降;从心理学角度来说,随着任务的进行,志愿者可能会感到焦虑、紧张等。这些特点会造成沉重的任务负荷,形成强烈的压力状态,而隔离的影响甚至可能会把宇航员置于死亡的危险之中。
在2016年活动结束时,六名科学家“离开机舱”与他们的家人欢聚一堂,互致问候“欢迎回到地球”参与实验的科学家说:感觉“无聊得要命”,这种感觉会让人极度敏感和情绪化。非常渴望阳光,空气体和美味的食物,“想跳进海里享受新鲜的食物”。
事实上,美国国家航空航天局的实验并不是对火星旅行的完整模拟,因为在飞往火星的过程中,人类不可能走出机舱供应食物。
目前,人类已经进行了许多模拟火星旅行的实验。最长的一个是俄罗斯的“火星-500”项目。来自俄罗斯、中国、意大利和法国的六名志愿者于2010年6月3日进入该模块,该模块于2011年11月4日启动。
实验设施位于莫斯科俄罗斯科学院生物医学问题研究所(IBMP)。实验设计时间为520天。前250天被模拟飞往火星,中间30天在火星着陆,最后240天返回地球。志愿者模拟了飞往火星、绕火星飞行、在火星着陆和返回地球的整个过程。
试验舱由医疗舱、生活舱、公共活动舱、火星着陆舱模拟器和光充气火星表面模拟舱组成,光充气火星表面模拟舱设有单间卧室、厨房和餐厅、客厅、卫生间、健身房、浴室、蔬菜大棚等。
所有志愿者成员的生活和工作仅限于实体模型航天器。如果通过网络通讯有20分钟的延迟,就不能与外界直接交流。实验室人员不能从外部获得消耗品。
目前,所有的模拟实验都证明了人类能够长时间忍受孤独,但是解决人类问题并不意味着解决其他问题。载人登陆火星也面临其他问题,如环境控制和生命支持系统。它是航天器上一个非常重要和复杂的系统,是一个直接关系到宇航员健康和生命安全的系统,也是一个关系到航天任务能否顺利完成的重要系统。
它的主要组成部分是气体供应和压力调节子系统、气体净化和污染控制子系统、气体循环和温度湿度控制子系统、供水和管理子系统、食品供应和管理子系统、废物收集和处理子系统和宇航服子系统。
目前,人类只能实现半再生系统,也可以称为部分再生或物理化学再生系统。本发明可以全部或部分回收乘客产生的二氧化碳和废水,产生氧气和纯净水,并提供给乘客循环使用。在地面上,只需要提供食物、一些氧气和饮用水,这适用于中长期长期飞行(几十天到一年左右)。该系统目前在0+站使用。
当宇宙飞船在飞行时,地面不能提供食物。飞船必须储存足够的食物、氧气和饮用水来来回回。一个正常规模的船员每天需要消耗大约5公斤的氧气、水和食物来完成标准任务所需的工作。
如果你想一想,如果你想建造一个环境控制和生命支持系统来支持宇航员一年以上,那么你可以想象整个宇宙飞船会有多大。
然后你需要一个推力比土星五号更大的运载火箭来将飞船送入火星轨道。然而,目前的技术还不成熟,需要的资金甚至会更多。
这也是目前载人登陆火星面临的最大问题。最后,我想问一下,如果载人火星之旅能够实现,你愿意独自一人去火星一年吗?