人類登陸火星面臨的棘手難題

楚杰

自從找到火星，人類就夢想著有朝一日登上它。那么，在人類前往火星的過程中，可能遇到哪些挑戰(zhàn)呢?

挑戰(zhàn)1：離開地球

雖然50余年前我們就已將人類和航天探測器送入太空，但制作飛向火星的載人飛船仍然艱難。現(xiàn)有的火箭無法攜帶如此重的大型航天器、宇航員、所有供給和燃料，掙脫引力離開地球表面。最有可能的情況是，火箭通過數(shù)次飛行，將供給和飛行器部件散放在低地軌道，而宇航員一點一點“拾取”它們組裝成新的飛行器，最終到達火星。

目前，太空中最大的人造設(shè)備是國際空間站，其總重量約4500噸，需要31架飛船完成運載。據(jù)美國航空航天局計算，一架能帶人類往返火星的飛行器會比空間站小，大概重1250噸。

供職于美國航空航天局太空中心月球與火星綜合研究部的布雷特·德雷克透露，現(xiàn)有火箭需發(fā)射七八十次，才能組裝一架可達火星的航天器。國際空間站歷時10年才建成，組裝火星飛行器也要花不少時間。

挑戰(zhàn)2：燃料存儲

當(dāng)航天器處于近地軌道時，將以每90分鐘一圈的速度環(huán)繞地球，在一半時間里經(jīng)歷著酷熱，而另一半時間又感受著寒冷。這種冷熱交替會引起火箭燃料氫和氧的蒸發(fā)。危險的是，若不能定期通風(fēng)，這些物質(zhì)還很容易爆炸。

氫格外容易泄漏，大約每月?lián)p失4％。如果需要在近地軌道停留1年，就將損失近1／2的推進劑。這是昂貴的浪費，因為每向太空送人1000克氫就需要10000美元。

挑戰(zhàn)3：登陸火星

稀薄的火星大氣層使降落傘不能迅速打開，為了宇航員的安全，工程師希望增大航天器體積，以便其著陸速度降下來。但實際情況是，火星大氣層僅支持某種特定類型的火箭。因此，想在火星大規(guī)模降落物體，還需要科學(xué)家發(fā)明新技術(shù)。

挑戰(zhàn)4：健康防護

“對復(fù)雜而精細的系統(tǒng)來說，太空可能是危險地方。而人類的身體或許是‘最復(fù)雜的系統(tǒng)。”美國航空航天局醫(yī)療專家薩拉里說。諷刺的是，為地球上眾多生命提供能源的太陽，在太空旅行中卻是致命的。

一旦沒有地球磁場的保護，太陽輻射就將在宇航員體內(nèi)累積，增加患癌的風(fēng)險。美國航空航天局近期的實驗數(shù)據(jù)顯示，類似太陽耀斑和高能粒子的大規(guī)模爆發(fā)，將致命程度的射線發(fā)射到了航天器上。

據(jù)計算，往返火星一次可能需要2.5年時間。近期研究發(fā)現(xiàn)，長期處于零重力狀態(tài)下不僅會使骨骼發(fā)生降解、肌肉萎縮，還會造成視覺神經(jīng)腫脹。如果治療不及時，到達火星的宇航員也許已經(jīng)骨骼脆弱且失明，十分虛弱。

挑戰(zhàn)5：污染傳播

地球是目前已知的唯一具有生命的地方，但由于外星存在生物的可能性，進行航天研究的國家一致同意并嚴格遵守著星球保護協(xié)定。當(dāng)“阿波羅11”號飛船從月球返回時，美國航空航天局為了確保不攜帶太空病毒，將宇航員隔離了3個星期。

除了火星可能存在危害人類的物種外，我們也在盡量避免另一種情況的發(fā)生——人類將自身攜帶的細菌和真菌傳播到火星上。現(xiàn)在，我們尚無能力阻止人類“污染”火星，但未來的技術(shù)將嘗試在保護人類遠離火星危險的同時，也使火星免受人類“危害”。

挑戰(zhàn)6：應(yīng)對沙塵

“完美太空發(fā)展”公司專門研發(fā)用于極端環(huán)境的生命保障系統(tǒng)。其首席工程師格蘭特·安德森表示，火星表面的首要問題是沙塵。干旱的火星環(huán)境產(chǎn)生了大量沙塵，圍繞火星表面飛揚了數(shù)十億年。在“阿波羅”計劃中，月球土壤曾堵塞了航天器，并損害了它的基本功能。

火星上的沙子是有毒的。探測器顯示，火星土壤中含高氯酸鹽，可能引起甲狀腺疾病。

此外，這些沙塵還可能包含致癌物質(zhì)，使人類過敏或患上肺部疾病。載人火星計劃需要了解火星將如何與人類棲息地的濕度相互作用，它是否像堿液一樣傷害人類的皮膚。