嗨!火星我們來了

如果有一天，地球上再也裝不下更多的人口，人類該向何處去呢？

這不是危言聳聽，2011年的10月30日，地球上的第70億個(gè)居民出生了，人們已經(jīng)在猜測(cè)：地球究竟能容納多少人口？

這一天，也許很快到來。到那時(shí)，地球上再也裝不下更多的居民，為了生存，人類只好開辟新的家園。

其實(shí)，人類的目光已經(jīng)在太陽系中尋找：月球？金星？火星？……

看，人類的目光最終落在了一顆紅色的星球上。它和地球一樣都圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，只是離太陽更遠(yuǎn)，距離地球2.279億千米，寂寞荒涼，表面大部分地區(qū)的溫度常年都在零攝氏度以下。雖然如此，人類依然把它當(dāng)做未來最適合居住的地方，因?yàn)樵谔栂蛋舜笮行侵校偷厍虻沫h(huán)境最為相近。

這顆星球，就是——火星！

可是，就目前來說，前往火星是一件非常困難的事兒，更別說到那兒去居住了。這該怎么辦呢？

人類當(dāng)然不怕困難。2011年11月26日，美國(guó)“好奇”號(hào)火星車從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，預(yù)計(jì)將于2012年8月6日在火星著陸，展開為期一個(gè)火星年，即687個(gè)地球日的探測(cè)。美國(guó)、俄羅斯、歐洲空間局都提出了于本世紀(jì)30年代送人登上火星的計(jì)劃。

我們中國(guó)于2011年11月9日使用俄羅斯運(yùn)載火箭發(fā)射了“螢火一號(hào)”火星探測(cè)器，雖然最終發(fā)射失敗，但我們并沒有氣餒，打算在近幾年用自己的火箭發(fā)射火星軌道探測(cè)器，過后再發(fā)射登陸火星的航天器進(jìn)行實(shí)地考察，了解那里是否存在適宜生命存活的環(huán)境，為以后派人登陸火星提供參考。

未來的火星基地

航天員登陸火星后，如果發(fā)現(xiàn)那里的環(huán)境基本上適合人類居住，那么，我們就會(huì)考慮在那里建立永久性的火星基地了。希望有一天，火星經(jīng)過幾代人類移民的改造，變成青山綠水、藍(lán)天白云的美麗世界，呈現(xiàn)出農(nóng)田連綿、工廠聳立，道路縱橫、商貿(mào)發(fā)達(dá)的繁榮景象。

不僅如此，火星還將被建設(shè)成人類星際列車的一個(gè)中轉(zhuǎn)站，人們拎著大包小裹，匆匆忙忙從這里出發(fā)，有的前往太陽系內(nèi)的木星衛(wèi)星或更遠(yuǎn)的星球，有的飛往太陽系外，或者觀光旅游，或者科學(xué)考察。其中，從地球到火星的星際列車最為繁忙，火星上的少年兒童和地球上的少年兒童已經(jīng)成了好朋友，看，他們一起出發(fā)，到木星的天然衛(wèi)星上開展夏令營(yíng)活動(dòng)……

這樣的情景太美妙了，真希望明天就能實(shí)現(xiàn)！可是，這些美好的設(shè)想都是幻想，要實(shí)現(xiàn)起來可要有個(gè)白手起家的過程，火星拓荒者們要從“一窮二白”開始。也許多少年后，地球上出現(xiàn)了一部記錄開發(fā)火星的暢銷書：《嗨！火星，我們來了！》——那個(gè)作者是你嗎？

那部書的作者也許還沒出生呢，但我可以告訴你那部書里介紹的最初火星基地什么樣兒，以及開荒者們的“血淚史”。就讓我們閉上眼睛，借助哈利波特的魔法，來到未來的火星世界吧

1：到火星基地開荒

最初的火星基地，可能只有一個(gè)大超市那么大，但麻雀雖小，五臟俱全，里面有火星拓荒者——航天員們的生活區(qū)、工作區(qū)，擺放著移動(dòng)火星車、科研儀器設(shè)備、多種專用機(jī)器人，電力供應(yīng)和通信系統(tǒng)一應(yīng)齊備。

這個(gè)基地雖然小，但功能卻很強(qiáng)大，在地球物資供應(yīng)和補(bǔ)充不中斷的情況下，可以保障多名航天員在火星上長(zhǎng)期居住和開展工作。

這個(gè)基地的位置，極有可能在火星赤道附近有水的地方，因?yàn)榛鹦菧囟鹊停@里的溫度相對(duì)較高，使用水也很方便，生活和工作起來很便利。

建設(shè)一個(gè)系統(tǒng)龐大的基地可不容易，要做充分的準(zhǔn)備。首先，要設(shè)計(jì)完整配套的圖紙方案，標(biāo)上廠房場(chǎng)地設(shè)備的詳細(xì)確定位置。根據(jù)這個(gè)圖紙，地球上再研制并生產(chǎn)適合火星環(huán)境的建筑材料和機(jī)器設(shè)備。比如說，要能抗得了沙塵暴，否則的話，房子剛蓋好，就被沙塵暴刮倒或刮跑了。

而且，最初的火星拓荒者人數(shù)會(huì)很少，蓋房子這些活兒最好由機(jī)器人來完成。否則，航天員們就會(huì)變成純粹的建筑工人，整天忙著蓋房子，而顧不上其他業(yè)務(wù)。

有了各種機(jī)器人的幫忙就好了，它們不怕累，給它們適當(dāng)充上電就行了。當(dāng)然，機(jī)器人和人畢竟有區(qū)別，所以運(yùn)到這兒的各種建筑材料和設(shè)施，最好都能模塊化、通用化、系列化和組合化，就像玩積木那樣容易拼搭，只要機(jī)器人簡(jiǎn)單操作就行了。另外，所有設(shè)備要盡量智能化和自動(dòng)化，保證使用起來既快捷又安全。這樣的話，將它們從地球運(yùn)到火星會(huì)比較方便，還能提高未來廠房的使用面積和空間。

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)好了，打算運(yùn)到火星的各種設(shè)備和建筑材料也在地球上制造出來了，那就趕緊運(yùn)到火星吧！到那時(shí)，運(yùn)送人和貨物的飛船會(huì)在地球和火星之間來回穿梭，忙忙碌碌。想想看，世界上的熱點(diǎn)新聞肯定都是關(guān)于火星的：第一批拓荒者登陸火星！第一批建筑材料運(yùn)到火星！第一批機(jī)器人抵達(dá)火星！……

看完這些新聞，很多小讀者在筆記本上化掉了歌星偶像的名字，鄭重地寫上：我的新偶像——航天員尚碧落、鄧螢火、Andy，智能機(jī)器人“原始一號(hào)”、“通天一號(hào)”、“悟空一號(hào)”……小朋友們一見面談?wù)摰脑掝}也都是有關(guān)火星開荒的內(nèi)容。

哈哈，那可太有趣了！

小貼士

沙塵暴把火星變成了紅燈籠

火星上的風(fēng)速每秒達(dá)到180多米，我們通常所說的12級(jí)臺(tái)風(fēng)，風(fēng)速才為每秒32.6米，遠(yuǎn)不如火星沙塵暴猛烈。火星沙塵暴一旦刮起來就會(huì)連續(xù)刮上三個(gè)多月，從地球上望去，火星就像一個(gè)暗紅色的燈籠。

2、八年過去了，第一個(gè)基地建起來了

航天員和機(jī)器人們?cè)诨鹦巧蠠峄鸪斓馗善饋砹耍鹪缲澓冢瑥U寢忘食，地球上到處傳頌著他們的感人事跡。在“感動(dòng)地球”的年度評(píng)選上，航天員和機(jī)器人全部當(dāng)選，被人傳頌。

他們獲得再多的榮譽(yù)都是無愧的。為了建設(shè)基地，他們一會(huì)兒變成勘測(cè)人員，勘測(cè)場(chǎng)地；一會(huì)兒變成建筑工，清理場(chǎng)地，搭建房屋。聰明的他們還想到“就地取材”，直接利用火星上的可用資源，以節(jié)省從地球運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。

廠房最先建好了，他們開始安裝設(shè)備，再進(jìn)行調(diào)試。與此同時(shí)，地球人在緊鑼密鼓地忙碌一件大事：從地球上向火星發(fā)射通信衛(wèi)星。

為什么要發(fā)射這顆衛(wèi)星呢？因?yàn)檫@顆衛(wèi)星將和地面深空網(wǎng)，共同組成登陸火星專用互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，來保證火星拓荒者在任何地點(diǎn)都能保持與地球的通信聯(lián)系，及時(shí)解決面臨的困難和問題。這顆衛(wèi)星將會(huì)停留在基地上空火星靜止軌道的相應(yīng)位置上。

八年時(shí)間轉(zhuǎn)眼過去了，航天員一批批飛往火星，和機(jī)器人建成了第一個(gè)火星永久基地。基地雖然簡(jiǎn)陋，可也是拓荒者們的家，從生活到工作，各種設(shè)施都考慮得很周全。他們?cè)谀莾嚎梢猿缘绞卟怂忸悾茈S時(shí)和地球保持聯(lián)系，沒有變成距離地球2億多千米的“火星孤兒”。

想念地球的家了，航天員們還可以輪換著飛回來，和親人團(tuán)聚。

而去不了火星的人們，則可以在地球上最火的“火星”電視頻道，看到關(guān)于火星的一切，比如在火星基地上，人們仰望天空，會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)空中有兩亇“月亮”，它們就是火星的兩個(gè)衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二。

這倆“月亮”是美國(guó)人阿#8226;霍爾在1877年發(fā)現(xiàn)的。不過，由于它們很小，所以看起來比月球小得多。火衛(wèi)一還沒有地球上看到的月球一半大，而火衛(wèi)二只能看見一個(gè)小圓。

你知道嗎？火星入侵和《宇宙戰(zhàn)爭(zhēng)》

人們對(duì)“火星人”一直有很多猜測(cè)。有的科幻小說就描寫了他們?nèi)肭值厍颍蚺遥祟惡?jiǎn)直無法阻擋的情景。最典型的是著名科幻作家威爾士的《宇宙戰(zhàn)爭(zhēng)》，此書被改編成廣播劇在電臺(tái)播出后，許多聽眾信以為真，認(rèn)為火星怪物已在美國(guó)登陸，殺戮無數(shù)，以致造成無數(shù)人驚慌失措。

3、基地上的冶煉業(yè)

人類在火星建立基地后，接下來最重要的工作是什么呢？

那就是挖礦。

因?yàn)槿祟惷媾R的最迫切的問題之一就是資源枯竭，石油和煤炭越用越少了，其他礦物資源也到了快枯竭的地步。將來如果有一天，這些資源都沒有了，電沒有了，汽車沒有了，地球上的生活簡(jiǎn)直無法想象。生活在現(xiàn)代社會(huì)的我們，再也回不到古代刀耕火種的時(shí)代了。正緣于此，現(xiàn)在人類一方面大力開發(fā)核能、太陽能、風(fēng)能和生物能的利用，一方面設(shè)法開發(fā)利用太空資源，首當(dāng)其沖的是月球和小行星，同時(shí)考慮向火星移民。

看看火星上的資源都有啥？氧化硅、氧化鐵、氧化鎂、三氧化硫……，還有一些稀有元素。

你知道火星表面為什么是茶紅色的嗎？就是因?yàn)榛鹦潜砻嫱寥乐醒趸F和鐵礬土的含量很高，使得火星表面呈現(xiàn)茶紅色。

等人類在火星上建立基地后，經(jīng)航天員的實(shí)地勘測(cè)，肯定還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多礦物呢。這時(shí)候，火星開荒者們又變成了冶煉工人，開始冶煉制造，興辦實(shí)業(yè)，機(jī)器人自然成了干活的主力，地球上會(huì)源源不斷運(yùn)去會(huì)冶煉的機(jī)器人。當(dāng)然，這兩種火星飛機(jī)也可以作為兩個(gè)火星基地之間運(yùn)人送貨的交通工具使用。如果

從地球運(yùn)去火車？那樣的話，還要考慮建造路軌，非常不便。所以火星上有可能建立航空工廠，制造適宜火星大氣的飛機(jī)。

這種飛機(jī)可分為兩種：

第一種是巡航機(jī)，從基地機(jī)場(chǎng)起飛，以每小時(shí)數(shù)百千米的速度在距離火星表面約10千米的高度上飛行，可以對(duì)火星的大氣、磁場(chǎng)、重力、地質(zhì)、火山等進(jìn)行巡視探測(cè)，完成任務(wù)后再返回基地機(jī)場(chǎng)。當(dāng)開發(fā)火星的規(guī)模擴(kuò)大了，有了第二基地，也可降落在新基地的機(jī)場(chǎng)。

第二種是直升機(jī)，能夠把人送到預(yù)定地點(diǎn)進(jìn)行小范圍考察，或者向火星表面放置氣象站、震動(dòng)儀等固定設(shè)備，組成探測(cè)網(wǎng)。

當(dāng)然，這兩種火星飛機(jī)也可以作為兩個(gè)火星基地之間運(yùn)人送貨的交通工具使用。如果火星基地制造飛機(jī)有困難，也可從地球運(yùn)送部件到火星，再在火星基地的工廠里將其組裝起來，經(jīng)過試飛后投入使用。

小貼士

火星上的資源

火星含有多種元素，其重量百分?jǐn)?shù)為：硅，占20％；鐵，占12％；鎂，占5％；鈣/，占4％；鋁，占3％；硫，占3％；氯，占0.7％；鈦，占0.5％；鉀，占0.2％。還有4種稀有元素銣、鍶、釔、鋯，它們的含量?jī)H為百萬分之幾。

4、火星上的天文臺(tái)能發(fā)現(xiàn)外星人？火星玫瑰……

火星上的大氣很稀薄，沒有穿著地球媽媽的濃厚大氣層“外套”——這件厚外套擋住了來自宇宙的一些射線、燒毀了小型隕石等。稀薄的大氣使得各種來自遙遠(yuǎn)太空的宇宙射線和太陽系的不速之客能較容易地到達(dá)火星，因此在火星基地上建立天文臺(tái)，能對(duì)太陽系、銀河系以至宇宙深空進(jìn)行更清晰的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)和揭示更多的宇宙奧秘，從而加速天文學(xué)的前進(jìn)步伐，更快地找到太陽系外類地行星和地外文明。

到那時(shí)，如果人類掌握了光子火箭技術(shù)，一些科幻小說描寫的場(chǎng)景有可能變成現(xiàn)實(shí)：“火星”頻道的觀眾請(qǐng)注意！現(xiàn)在正直播人類和織女星的行星人首次會(huì)面！……

既然火星上有水和大氣，溫度也適合存活生命，火星拓荒者們會(huì)像凡爾納科幻小說《神秘島》里的人們那樣，辛勤地開墾荒田，把地球帶去的植物種子播撒下去。首先種下去的多半是糧食和蔬菜，等待豐收的時(shí)候，就會(huì)解決每天的吃飯問題。

相信那時(shí)候地球上的植物學(xué)家們會(huì)忙壞了：地球上的玉米怎么樣才能在火星上種植？茄子種子能不能帶到火星上開花結(jié)果？火星上的植物要是搬到地球，還會(huì)生長(zhǎng)嗎？

想象一下吧：每年的情人節(jié)來臨的時(shí)候，送給戀人最珍貴的禮物，也許是人間稀世之寶的火星玫瑰！

火星上的植物試種成功后，拓荒者們會(huì)再接再厲，不斷擴(kuò)大試種范圍，讓多種多樣的植物在火星上開花結(jié)果，繁衍后代。大量的植被將會(huì)改變土壤，植被還會(huì)釋放大量氧氣，漸漸地，火星的環(huán)境將會(huì)變得像地球那樣舒適，為人類向火星移民創(chuàng)造條件。人類期盼著經(jīng)過多代移民的創(chuàng)造性勞動(dòng)，火星這個(gè)荒涼的星球會(huì)變成綠水青山，到處是豐收景象的美麗家園。

未來的火星，還能成為星級(jí)旅行的重要中轉(zhuǎn)站。由于火星引力僅為地球引力的38％，所以從火星表面發(fā)射載人航天器到其他星球的成本要低得多。同時(shí)，把火星上的水分解成氫氣和氧氣后，可以冷凍成液氫和液氧，成為運(yùn)載火箭的燃料。由此可見，火星永久基地也可擴(kuò)建為開展宇宙航行的中途站。

當(dāng)然，這也有利于開展火星旅游觀光活動(dòng)，并形成一種新的產(chǎn)業(yè)。到那個(gè)時(shí)候，火星上將豎立起巍峨的火箭發(fā)射塔和成套的廠房設(shè)施，還有測(cè)控網(wǎng)、著陸場(chǎng)等缺一不可的系統(tǒng)工程，火星表面將會(huì)出現(xiàn)越來越熱鬧的繁忙景象。

二、前往火星的艱難之路

等到火星基地建好了，你是否愿意移居火星，成為火星居民？或者，辦個(gè)火星護(hù)照，到火星去旅游，經(jīng)歷一番“俱懷逸興壯思飛，欲上青天攬日月”的享受？

好了，剛才我們說的那么熱鬧，可實(shí)際上，就現(xiàn)有科技水平來說，人類登陸火星還是比較困難的事兒，建立火星基地就更是此后的事情了。

難道我們剛才說的都是科幻大片里的故事嗎？當(dāng)然不是，科學(xué)家們預(yù)測(cè)，人類在20年后就可能登陸火星。目前已經(jīng)開始進(jìn)行這方面的準(zhǔn)備工作。

1、要到火星？太難太難……

那為什么不是現(xiàn)在登陸火星呢？因?yàn)楝F(xiàn)在還有很多難題沒有解決。

一是飛行動(dòng)力的問題。火星距離地球很遙遠(yuǎn)，從地球飛到那里需要半年多的時(shí)間。漫漫長(zhǎng)路，載人飛船和貨運(yùn)飛船又較龐大，除發(fā)射升空需要強(qiáng)大運(yùn)載動(dòng)力外，還需為飛船長(zhǎng)途航行提供可靠的動(dòng)力。同時(shí)，著陸火星后還要解決能源需求問題。對(duì)于后面這個(gè)向題，目前的辦法是利用太陽能電池板，但其穩(wěn)定性仍令人擔(dān)憂，尚需考慮使用核能裝置。2012年8月初著陸火星的“好奇”號(hào)火星車就采用核燃料钚提供行走和工作所需的能量。

二是人身保護(hù)和空氣、飲食品供應(yīng)問題。航天員在乘船飛往火星過程中，太陽風(fēng)暴和宇宙射線風(fēng)暴常會(huì)持續(xù)數(shù)日之久，會(huì)對(duì)身體健康造成損害。而人類目前還不能發(fā)布準(zhǔn)確及時(shí)的太空天氣預(yù)報(bào)，各種防護(hù)太陽風(fēng)暴和射線的設(shè)備也比較落后。

還有，在火星之旅和到達(dá)火星后，航天員呼吸用的氧氣、飲水和食品的供應(yīng)問題尚待完善解決。

三是火星環(huán)境對(duì)人體的挑戰(zhàn)。飛往火星途中，航天員長(zhǎng)期處于微重力狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)肌肉松弛或骨質(zhì)變輕等太空綜合癥，而能活動(dòng)的空間又很小，使這一問題更加嚴(yán)峻。到達(dá)火星后，平均為-23℃的溫度、晝夜溫差遠(yuǎn)大于地球以及大氣稀薄而干燥的環(huán)境，引力僅為地球的三分之一的條件，也是對(duì)人體的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。

四是著陸火星和實(shí)時(shí)聯(lián)系問題。登臨火星時(shí)載人飛船要經(jīng)歷離軌、過渡、進(jìn)入大氣層和軟著陸四個(gè)階段，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但危險(xiǎn)性很大。由于地球與火星距離遙遠(yuǎn)，無線電信號(hào)單程傳輸需要10多分鐘，一旦在火星發(fā)生意外，航天員要依靠飛船的自動(dòng)控制設(shè)備，以及自己的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)來解決，不能獲得地球控制中心的及時(shí)幫助。如果自己不能獨(dú)立解決，后果不堪設(shè)想。

你知道嗎？人類的火星探測(cè)器有哪些？

你知道嗎？從1960年到2011年，人類共向火星發(fā)射了41個(gè)探測(cè)器，只有19個(gè)成功，1個(gè)正在飛往火星，成功率還不到50%。2011年11月9日，我國(guó)第一個(gè)火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”與俄羅斯的“火衛(wèi)一土壤樣品返回”空間飛行器一道，從哈薩克斯坦的拜科努爾航天中心發(fā)射升空。遺撼的是，變軌計(jì)劃失敗，未能飛向火星，致使我國(guó)“借船出海”的探測(cè)火星嘗試以失敗而告終。

2、飛往火星的“攔路虎”

上面說了人類登陸火星要解決的問題，其中，最最迫切要解決的問題有哪些呢？

首先是發(fā)射難題。鑒于在火星上制造氧氣和火箭燃料尚無直接經(jīng)驗(yàn)，載人飛船必須攜帶往返飛行和滯留火星期間所需的全部物資，因而載人飛船會(huì)非常重。這樣一來，如果是從地面直接發(fā)射，需要研制比發(fā)射阿波羅載人登月飛船的土星5號(hào)火箭推力還要大的運(yùn)載火箭；如果是送到國(guó)際空間站上組裝后發(fā)射，15年后國(guó)際空間站業(yè)已報(bào)廢，需要建設(shè)新的大型空間站和運(yùn)送部件的航天器；如果是從月球上發(fā)射，需要在2015年或2020年開始建設(shè)月球基地，使其能夠承擔(dān)組裝和發(fā)射飛船的任務(wù)。以上幾種技術(shù)途徑，無論選擇哪一種，其工作艱巨性都是空前的。

有鑒于此，美國(guó)準(zhǔn)備使用新研制的“獵戶座”乘員探索飛行器載人飛往火星。這種航天器采用在近地軌道與動(dòng)力裝置先組裝后發(fā)射的方案，還是相對(duì)簡(jiǎn)易和比較可行的。

其次是載人飛船安全著陸難題。飛船著陸艙從離軌到登陸火星過程中，由于不能由地面指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，也不能像“勇氣”號(hào)那樣接觸地面后靠氣囊緩沖多次彈跳，故而要求自動(dòng)控制裝置工作必須絕對(duì)可靠，降落傘面積要足夠大，制動(dòng)火箭性能非常穩(wěn)定，還要防止火星風(fēng)暴的干擾。著陸艙擬分下降段和上升段，下降段落地時(shí)要有緩沖裝置，上升段需要攜帶升空火箭。航天員完成考察任務(wù)后，將乘上升段飛行到軌道上與飛船對(duì)接，再返回地球。解決這些難題要比解決無人航天器軟著陸火星困難得多。

再次是返回地球難題。飛船從環(huán)繞火星軌道轉(zhuǎn)移到奔向地球的霍曼軌道，同樣需要把握出發(fā)時(shí)機(jī)，其制導(dǎo)系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)工作必須穩(wěn)定可靠。在返回地球飛行過程中，飛船要及時(shí)接收地球飛控中心的遙控指令，適時(shí)調(diào)整姿態(tài)并保持正確航向。當(dāng)飛船進(jìn)入地球軌道后，要與地球飛控中心相配合，準(zhǔn)時(shí)釋放返回艙。航天員將乘坐返回艙完成從離軌到著陸的回收任務(wù)。這就要求返回艙攜帶的控制和通訊設(shè)備、降落傘和制動(dòng)火箭至少在520天之后，工作性能仍處于良好狀態(tài)。顯而易見，這比對(duì)近地軌道載人飛船和登月載人飛船的回收要求更為嚴(yán)格，研制這些設(shè)備遇到的問題也更為復(fù)雜。

當(dāng)然，向火星發(fā)射載人飛船或貨運(yùn)飛船并不是非要沿著霍曼軌道飛行。只要有足夠的發(fā)射和推進(jìn)動(dòng)力，也可選擇相對(duì)較短的路徑前往，以便更快地到達(dá)目的地。美國(guó)退休航天員富蘭克林#8226;張一迪亞茲就正在研發(fā)等離子體火箭。

根據(jù)他的設(shè)想，可利用核反應(yīng)堆將氫變?yōu)?00萬攝氏度的等離子體，然后用磁場(chǎng)控制高溫等離子體從火箭尾部噴出，從而產(chǎn)生反作用推力。他推算的結(jié)果是，裝有等離子體火箭的宇宙飛船速度可達(dá)每秒55公里，從地球到火星只需要飛行39天的時(shí)間。

小貼士

從地球飛往火星的節(jié)能通道——霍曼軌道

為了節(jié)省推力，載人飛船飛往火星的路線，采用的是初始速度最小的霍曼軌道——因是奧地利科學(xué)家霍曼于1925年提出來的，故稱霍曼軌道。而采用霍曼軌道，火星發(fā)射器每26個(gè)月才有一次發(fā)射的機(jī)會(huì)呢。霍曼軌道雖可節(jié)約火箭能量，但卻因速度小而飛行時(shí)間較長(zhǎng)，航天器從地球到達(dá)火星需要奔馳259天。

2009年6月，美國(guó)航宇局和歐空局曾商議合作研發(fā)核火箭以便于2016年把生命探測(cè)器送上火星。按照當(dāng)時(shí)透露的消息，由美國(guó)負(fù)責(zé)研制固體堆芯式核裂變火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。這種核動(dòng)力裝置如果研制成功，只能用在貨運(yùn)飛船上。因其核輻射過強(qiáng)，會(huì)傷害航天員的身體，故不宜在載人飛船上使用。固體堆芯式核裂變火箭不僅能長(zhǎng)期工作，而且秒速可達(dá)24.17公里，推動(dòng)貨運(yùn)飛船抵達(dá)火星的時(shí)間可縮短到兩個(gè)月之內(nèi)。由此可見，航天員永居火星之后，這種核火箭在保證其補(bǔ)給方面將會(huì)發(fā)揮重要作用。

從目前人類達(dá)到的科技水平來看，這些難題都可以逐步解決，關(guān)鍵是需要投入大量資金和眾多專家的集智攻關(guān)。鑒于此，本世紀(jì)30年代地球人上火星的安排，還是比較實(shí)際的。

3、標(biāo)志人類探測(cè)火星技術(shù)飛躍的“好奇”號(hào)

建設(shè)火星永久基地，無疑是人類航天史上的空前壯舉。即使本世紀(jì)30年代人類能夠?qū)崿F(xiàn)登陸火星的愿望，建立火星永久基地還需向后推移一段時(shí)間。在此期間，很可能先將建立月球永久基地作為第一站。

那么，人類現(xiàn)在正在做的前期工作有哪些呢？主要是緊鑼密鼓地研制和發(fā)射火星探測(cè)器。美國(guó)、俄羅斯和歐空局先后發(fā)射火星探測(cè)器飛往火星，取得了突出成績(jī)。而剛剛升空不久的美國(guó)“好奇”號(hào)火星車，更攜帶著人類的美好希望，奔赴漫漫征程。

總耗資為25億美元的“好奇”號(hào)火星車，又稱為“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”著陸探測(cè)器。這種新一代火星車的性能更為先進(jìn)，將是著陸探測(cè)火星技術(shù)的一次飛躍，同時(shí)也為將來的火星采樣活動(dòng)進(jìn)行探索。“好奇”號(hào)火星車 是一個(gè)可迅速移動(dòng)的核動(dòng)力試驗(yàn)艙，擁有“10大尖端配備，包括：全景攝像機(jī)、機(jī)械臂末端透鏡成像儀、降落階段照相機(jī)、火星樣品分析裝置、化學(xué)和礦物學(xué)設(shè)備、化學(xué)和成像設(shè)備、α粒子—X射線光譜儀、中子反照率測(cè)量?jī)x、輻射強(qiáng)度評(píng)估裝置、周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)臺(tái)。它們組成了火星車最重要的技術(shù)部件。火星車上配備著會(huì)搜尋有機(jī)化合物的裝置。在人類開展的火星探測(cè)活動(dòng)中，“好奇”號(hào)無疑是迄今最先進(jìn)的火星探測(cè)器。賦予這個(gè)探測(cè)器的主要使命是，探索火星過去或現(xiàn)在是否存在適宜生命存活的環(huán)境，為以后的派人登臨火星提供參照。

美國(guó)還將于2013年發(fā)射“火星大氣層與揮發(fā)物演變?nèi)蝿?wù)”探測(cè)器，2016年發(fā)射“火星生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”，2022年進(jìn)行火星取樣返回，力爭(zhēng)讓返回式航天器帶回第一批火星土壤和巖石樣本，供科學(xué)家們直接進(jìn)行分析研究，從中得出應(yīng)有的結(jié)論。接著挑戰(zhàn)載人環(huán)繞火星探測(cè)。俄羅斯、西班牙和芬蘭三國(guó)則在聯(lián)合開展一項(xiàng)計(jì)劃，淮備于2016年在火星表面建立小型氣象站，以便從地球上測(cè)量火星表面的溫度、壓力和風(fēng)速。

4、在地面上進(jìn)行的飛往火星模擬試驗(yàn)

目前國(guó)際上已出現(xiàn)了合作探測(cè)火星的趨勢(shì)。2010年為慶祝國(guó)際宇航科學(xué)院成立50周年在華盛頓召開的26國(guó)航天首腦會(huì)議，就發(fā)出了這一信號(hào)。這次峰會(huì)就有中國(guó)航天科技集團(tuán)的代表團(tuán)參加。會(huì)議取得的共識(shí)之一就是載人共探火星，只有通過國(guó)際合作來實(shí)現(xiàn)。時(shí)任俄羅斯聯(lián)邦航天局局長(zhǎng)的佩爾米諾夫就曾明確表示，26國(guó)航天局將在2030年后進(jìn)行共探火星的飛行活動(dòng)。

由于派人登陸火星技術(shù)難題很多，投資巨大，因此各航天大國(guó)之間加強(qiáng)合作的愿望不僅越來越強(qiáng)烈，而且有些試驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)付諸行動(dòng)。最典型的例子當(dāng)屬歐洲與俄羅斯開展的載人火星飛行地面模擬試驗(yàn)。

依照歐俄合作計(jì)劃，雙方原定于2008年末開展火星—500試驗(yàn)，對(duì)載人火星飛行進(jìn)行全方位的地面模擬，但是具體試驗(yàn)時(shí)間稍微向后推遲。由歐空局和俄羅斯生物醫(yī)學(xué)問題研究院聯(lián)合實(shí)施的這項(xiàng)試驗(yàn)，分為兩個(gè)階段進(jìn)行。每個(gè)階段都是由挑選出的6名志愿者參加，第一階段為105天，第二階段為520天。試驗(yàn)旨在通過測(cè)試航天員在長(zhǎng)距離太空飛行過程中的生理和心理反應(yīng)，來研究這種特殊情況對(duì)人身心所造成的影響，以便更有針對(duì)性地完善預(yù)防措施。

模擬任務(wù)與真實(shí)的航天任務(wù)十分類似。試驗(yàn)期間，科學(xué)家們一直監(jiān)測(cè)他們?cè)诟艚^生活中的心理和身體狀況，希望由此能對(duì)長(zhǎng)期的太空飛行任務(wù)所帶來的問題有更好的了解。在試驗(yàn)期間，除非因?yàn)樯』蚱渌蛩仄仁鼓澄恢驹刚唠x開，否則他們都不能走出太空艙。

可喜的是這6個(gè)人都堅(jiān)持到了最后，沒有人出現(xiàn)大的問題。志愿者們?cè)谕瓿赡M任務(wù)的同時(shí)，還對(duì)各種溫室食品和冷凍脫水食物等進(jìn)行了食用試驗(yàn)。2009年7月14日，他們面帶微笑地走出了模擬太空艙，身體狀況良好。

試驗(yàn)裝置內(nèi)有廚房、幾間臥室和幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其容積都很小，以使參加者磨練心智，減少運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，試驗(yàn)過程中還要對(duì)水和氧氣進(jìn)行回收和利用，在小型溫室中種植蔬菜，以充實(shí)食品供應(yīng)。

2009年3月31日，一個(gè)由6人志愿者團(tuán)隊(duì)進(jìn)入位于莫斯科的一個(gè)全封閉試驗(yàn)艙，開始為期105天的“登火星”模擬試驗(yàn)。在特別的密封設(shè)施內(nèi)，志愿者們進(jìn)行了一系列的任務(wù)模擬，好像他們正在飛往火星的途中。這些模擬試驗(yàn)包括發(fā)射、航行、繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)、在火星表面著陸、長(zhǎng)達(dá)20分鐘的通訊延遲、意料之外的緊急情況以及最終踏上漫長(zhǎng)的回程之旅。

第二階段試驗(yàn)已于2010年6月3日展開，包括中國(guó)人王躍在內(nèi)的6名人員進(jìn)入同一封閉空間，體驗(yàn)了為期520天的完整火星往返之旅的模擬任務(wù)。選擇這么長(zhǎng)的時(shí)間是根據(jù)飛往火星和返回地球?qū)嶋H需要而定的，從而使試驗(yàn)更具真實(shí)性，同時(shí)，這樣做也更能有效地監(jiān)測(cè)可能出現(xiàn)的問題和故障，以便盡早采取改進(jìn)措施，努力做到防患于未然。目前，該實(shí)驗(yàn)已于2011年11月4日結(jié)束，6名志愿者順利走出實(shí)驗(yàn)艙。

5、人類在火星上發(fā)現(xiàn)了什么？

從火星探測(cè)器航天器傳回地球的照片來看，火星是一個(gè)荒蕪、寂寞的曠野，布滿了沙丘、巖石，氣候像沙漠那樣干燥，比南極洲還要寒冷。火星南半球表面崎嶇，北半球低而平坦。

最引人注目的是位于赤道以南的水手谷，延伸5000多千米，最大寬度和深度分別達(dá)500千米和6.5千米，是迄今在太陽系天體上發(fā)現(xiàn)的最大峽谷。峽谷兩壁十分陡峭，壁上有水流沖刷的痕跡。其中的的奧弗裂谷還出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

火星大氣稀薄干燥，變化莫測(cè)，氣壓僅為地球的0.8%，主要成分是占95%的二氧化碳和占3%的氮，水含量?jī)H占0.03%。火星云層主要成分是二氧化碳凝結(jié)成的干冰。火星經(jīng)常發(fā)生比地球上規(guī)模還要大的沙塵暴。

早在2004年1月23日，歐空局就發(fā)布公告稱，“火星快車”上的科學(xué)儀器對(duì)火星南極地區(qū)上空的水蒸氣分子進(jìn)行了分析，確認(rèn)了該地區(qū)存在著水。不過它們不是液態(tài)的，而是冰凍水。這些水冰部分裸露在火星表面上，并沒有被由二氧化碳凝固成的干冰全部覆蓋。

這個(gè)探測(cè)成果讓科學(xué)家們非常振奮，因?yàn)檫@是人類經(jīng)過多年努力之后，終于首次直接在火星表面上發(fā)現(xiàn)了水！

從研究分析“火星快車”探測(cè)到的數(shù)據(jù)和拍攝到的照片發(fā)現(xiàn)，火星表面有許多被水侵蝕的痕跡，說明過去可能存在大量的液態(tài)水。其中蜿蜒的山谷，顯然就是由流水“雕刻”而成的。

小貼士：百年星艦計(jì)劃

2010年10月28日，英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，美國(guó)航宇局正在籌劃百年星艦計(jì)劃，準(zhǔn)備用載人航天器將4名航天員送上火星，并實(shí)現(xiàn)永久性居住。美國(guó)《宇宙學(xué)期刊》認(rèn)為：建造百年星艦不僅可以節(jié)省經(jīng)費(fèi)，而且將是人類邁出宇宙移民的第一步。對(duì)此，有專家建議，使用諸如合成和人類基因改造等技術(shù)與方法讓人類適應(yīng)火星環(huán)境。這些新技術(shù)都應(yīng)當(dāng)在該項(xiàng)太空任務(wù)之前進(jìn)行，因?yàn)樽屓祟愡m應(yīng)一個(gè)新的星球環(huán)境，比改變?cè)撔乔騺磉m應(yīng)人類要容易得多，在不久的將來，合成生物學(xué)或許可以做到這一點(diǎn)。

2004年12月14日媒體報(bào)道，美國(guó)“勇氣”號(hào)火星車在火星“哥倫比亞”山脈區(qū)域發(fā)現(xiàn)了被稱為水信號(hào)礦石的針鐵礦，和“機(jī)遇”號(hào)火星車在火星另外一側(cè)發(fā)現(xiàn)的黃鉀鐵礬礦一樣，是證明火星確曾有水的強(qiáng)有力證據(jù)。科學(xué)家指出，這一發(fā)現(xiàn)具有格外重要的意義，因?yàn)獒樿F礦僅在有水的環(huán)境下生成，無論水是處在氣體、液體還是固體的狀態(tài)。針鐵礦是鐵的氫氧化合物，屬于褐鐵礦的主要組成部分。凡是在地球上發(fā)現(xiàn)的褐鐵礦，其形成的時(shí)候就有水的存在。科學(xué)研究還表明，地球上的黃鉀鐵礬礦的形成也離不開有水的環(huán)境。

2005年2月23日，美國(guó)航宇局馬歇爾航天飛行中心理查德#8226;胡佛在一份研究報(bào)告中稱，地球上新發(fā)現(xiàn)的一種約于3萬年前進(jìn)入冰凍狀態(tài)的生命形態(tài)顯然一直活著，

因?yàn)橐坏┙鈨鼍烷_始游動(dòng)。他說，聯(lián)想到火星赤道附近有一片巨大的冰海，這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能意味著火星具有同期生命。

2009年3月17日，負(fù)責(zé)“鳳凰”號(hào)行動(dòng)的科學(xué)家小組成員尼爾頓#8226;輪諾在一份公報(bào)中指出，在“鳳凰”號(hào)一條支腿上發(fā)現(xiàn)的液態(tài)水是咸的，這是首次發(fā)現(xiàn)并拍攝到地球以外的液態(tài)水。他認(rèn)為，“鳳凰”號(hào)著陸點(diǎn)、火星北極地區(qū)的溫度變化和土壤中的鹽分可能為液態(tài)水的存在創(chuàng)造了條件，高含鹽量使液態(tài)水未能在著陸點(diǎn)附近的氣候條件下結(jié)冰。

傳回地球的照片顯示，其中一些水滴后來有變暗、移動(dòng)和融合的現(xiàn)象，這些都是液態(tài)水的物理證明。這一結(jié)論表明火星確實(shí)存在含有高氯酸鹽的液態(tài)水。

2011年8月5日，美國(guó)航宇局科學(xué)家宣布，根據(jù)“火星勘測(cè)軌道器”收集的證據(jù)，證明火星上有流動(dòng)的液態(tài)水。該探測(cè)器依時(shí)間順序拍攝的照片顯示，火星南半球中緯度地區(qū)的隕石坑出現(xiàn)手指狀陰影物體，其形態(tài)隨著季節(jié)的變化而變化，并沿著數(shù)條陡坡散開，來到低溫地區(qū)后隨即淡去。對(duì)于這種現(xiàn)象，專家們至今能提出的最佳解釋就是有鹽水流動(dòng)。也有專家認(rèn)為，看到的似乎不像是火星上涌現(xiàn)的河流，反倒更像是地下水流動(dòng)。

在火星上發(fā)現(xiàn)水的意義很重大，美國(guó)航宇局“表面探索任務(wù)”負(fù)責(zé)人湯姆遜說：“如果科學(xué)家在火星上找到了水，在未來20年至30年內(nèi)，人類就將能登上火星”。“只有在火星上找到了水源，我們才能為火箭補(bǔ)充所需用水”。

現(xiàn)在，“好奇”號(hào)火星探測(cè)器，帶著人類的好奇和憧憬，踏上了飛往火星的漫漫之路。我們期待著“好奇”號(hào)不斷給地球人帶來驚喜，更希望這些驚喜能變成人類不斷追求的動(dòng)力，早日登陸火星，找到地球以外的人類家園！