人类早在1969年就登上了月球,但51年后,载人登陆火星仍然是一个理论问题,没有一个国家拥有这项技术。
然后问题出现了,为什么在火星上着陆如此困难?
登陆火星
登陆火星的第一个困难是距离。我们知道地球和月球之间的平均距离是384,403.9公里。当月球处于近地点时,离地球的距离为363,000公里,离远地点的距离为406,000公里。
地球和火星之间的距离在最近的时候达到了5500万公里,在最远的时候超过了4亿公里。因为火星离地球很远,人造飞机在火星上着陆需要很长时间。
1965年,美国水手4号在228天内成功飞越火星。
1969年,水手6号在155天前飞越了火星。
1969年,水手7号在128天内飞越了火星。
1971年,“水手9号”用了168天时间成为第一个进入火星轨道的地球飞行器。
1975年,美国维京1号在304天内成功登陆火星。
2011年,“好奇号”火星探测器在火星上着陆254天。
此外,上述飞机都不是有人驾驶的飞机,人类登上月球的难度是现在的100多倍。这是因为人类有重量并且占据一定的体积。此外,人类需要能量来维持生存。在从地球飞往火星的过程中,人类需要大量的能源和淡水。这些重量使得载人航天飞行需要很强的运载能力。
其次,火星的环境非常恶劣,没有全球磁场,而且大气层相对较弱,导致宇宙射线可以直接进入火星表面。换句话说,植物不能种植在火星表面。因此,只有在地球上准备好足够的食物和能量,宇航员才能保证在到达火星后正常工作,他们还需要准备好将燃料、食物和淡水返回地球。这实际上大大增加了载人登陆火星的难度。
最后,尽管登陆火星的计划很浪漫,但也很危险。在登陆火星的过程中,如果发生任何意外,远离地球的人类都无能为力。加上宇航员能做的,火星探测器也能完成,所以它不需要比在火星上着陆更费力。
这也导致了这样一个事实:尽管人类登上月球已经51年了,但还没有人登上火星。
一段无法回头的旅程。
登陆火星是第二困难的任务。困难在于无法回家。
我们知道要逃离一个星球,速度至少要达到这个星球的逃逸速度。这是牛顿提出的一个思想实验:牛顿加农炮。
牛顿认为,如果在高山上有一门理想的大炮,它可以以任何速度发射炮弹。然后当大炮以较慢的速度发射时,炮弹会向前飞一段时间,然后以抛物线的形式落到地面。
然而,当加农炮发射足够快时,尽管加农炮会落下,但它会落下到与地球球体相同的程度,因此加农炮永远不会落到地面,这是第一个宇宙速度。
如果加农炮以非常快的速度发射,达到第二个宇宙的速度,那么加农炮将脱离行星的重力约束,飞向宇宙,这就是逃逸速度。
逃逸速度与质量有关。宇宙飞船在地球上的逃逸速度为11.2公里/秒,在火星上的逃逸速度为5.02公里/秒。在地球上发射火箭时,我们确实可以达到火星的逃逸速度,但是火星上没有这些发射设施和备用火箭,这意味着宇航员只有在火星上预先准备好另一个火箭和发射器才能返回。但是把这么多设施带到火星上并建造它们并不容易。
2014年,荷兰非营利组织火星一号宣布启动火星着陆计划。该项目计划招募四名志愿者飞往火星建立一个人类聚居地。然而,项目负责人明确表示,志愿者在登陆火星后不能返回地球。
尽管如此,仍有20万人参加了登记。
换句话说,飞船着陆月球后能直接返回地球的原因是因为月球质量小,逃逸速度只有2.4公里/秒。此外,地球的重力在地月系统中仍然占主导地位,所以飞船可以摆脱月球的重力,返回地球,而不需要很强的动力。
摘要
虽然登陆火星非常困难,但是到目前为止,许多国家已经把登陆火星作为他们下一阶段的目标。这是因为火星是一颗行星,它在太阳系中的环境与地球相似。尽管火星没有大气层和全球磁场,科学家们仍然想探索火星,研究火星,为迁移到其他星球做准备。
美国宇航局研究员布雷特·德雷克说:人类登陆火星仍然是未来的探索目标。甚至一些科学家认为火星是人类的希望。