世界航天新科技檔案（二）未來飛船（下）

+劉進軍

05 “紅龍”號火星飛船

目標：火星！

為什么火星閃耀迷人的光芒？

為什么火星常“變臉”？

為什么火星上到處分布大量的冰？

為什么火星的大峽谷存在激流流淌的痕跡？

火星上存在生命嗎？

“紅龍”號火星飛船主要參數

“紅龍”火星飛船發射質量6.5噸，其中推進劑1.9噸；直徑3.6米，內部容積7米3；有效載荷和火星著陸的重量高達1噸。“紅龍”在火星的著陸精度為10千米。

“紅龍”號飛船的宇航員建造火星基地（效果圖）

“紅龍”號飛船點火，開始軟著陸（效果圖）

改造“載人龍”

2011年，美國宇航局艾姆斯研究中心與美國太空探索技術公司制定了一項宏偉計劃：派遣火星飛船，前往尋找紅色星球——火星過去或現在存在生命的證據。

美國太空探索技術公司的“載人龍”號飛船往返國際空間站，運送貨物和宇航員，非常成功。如果將“載人龍”號飛船優良基因遺傳給火星飛船，即簡單又省錢。

美國宇航局估計：自己研發火星飛船，并采樣返回，預計在60億美元左右。美國太空探索技術公司的“載人龍”號飛船非常優秀，可以執行所有的進入、下降和著陸任務，并提供1噸有效載荷的能力。“載人龍”號飛船非常具有創造性。如果它將改造一下，在火星表面能自動降落，不使用降落傘。

為什么“載人龍”號飛船不使用降落傘就能著陸呢？“載人龍”號飛船以超音速速度下降，進入火星上部大氣。它使用超級德拉科推進器，在著陸時前最后一秒點火，噴射烈焰，產生巨大反推力。大氣阻力將減緩飛船的下降速度，速度2.4 米/秒，實現軟著陸。

“紅龍”號火星飛船應運而生。美國太空探索技術公司將這種火星飛船命名為“紅龍”號火星飛船。“紅龍”號由美國宇航局支持，美國太空探索技術公司研發、建造、試驗和飛行。

“紅龍”號火星飛船的科學任務是：火星著陸，采樣返回。

如何到達火星？

“紅龍”號以6.0千米/秒的速度直接進入大氣層。它計算出飛船自身的氣動阻力。超級德拉科推進器后向推進，減速到足以安全的下降速度。它可以設計為重心偏移，以0.24的升阻比進入大氣層。“紅龍”號可以通過噴射120千米速度的火焰和壓艙物質量來消除重心偏移。

“紅龍”號將從大氣飛行，直接過渡到以2.24馬赫的速度動力下降。當飛船以超音速下降到火星上層大氣時，反推火箭會減慢飛船速度，1900千克推進劑將把最終軟著陸的速度降低到2.4米/秒。

“紅龍”號將從大氣飛行，直接過渡到以2.24馬赫的速度動力下降。當飛船以超音速下降到火星上層大氣時，反推火箭會減慢飛船速度，1900千克推進劑將把最終軟著陸的速度降低到2.4米/秒。

“紅龍”號火星飛船

“紅龍”火星飛船環繞火星飛行

“紅龍”火星飛船進入火星

超級德拉科推進器

“紅龍”火星任務：

飛船的著陸地點很重要。“紅龍”的著陸地點選在火星南北極或中緯度地區。這兒的地表下面存在大量的冰。“紅龍”號有一套鉆探工具，在火星表面鉆探深度約1米，采取冰樣，調查地下儲層分布。

“紅龍”號的科學目標：尋找火星過去或現在的生命證據，評估地下居住環境和可能性，地下冰的起源、分布和組成，利用地冰的記錄了解過去氣候。

宇航員的科學目標：人類進入、下降和著陸火星的方法，評估火星灰塵、浮土和地下冰的潛在危害，自然資源的分布，獲取地下資源的方式，提取水和生產推進劑，示范資源利用等技術。

成本預估與發射計劃：

“紅龍”號火星任務成本預計將低于4億美元，再加上1.5億美元用于運載火箭，1.9億用于登陸艙，總計8億美元左右，比美國宇航局自己估計的少52億美元。美國太空探索技術公司很會折騰。“紅龍”號的外形從鐘型變為圓錐形，各種新科技競相擠入飛船，越來越先進。

“紅龍”火星飛船前往火星的發射日期定為2022年，運載火箭為“獵鷹”重型火箭。

“紅龍”火星飛船將成為雄心勃勃的載人火星任務的先驅，世界航天的又一座里程碑。但2017年7月，老板埃隆·馬斯克宣布：太空探索技術公司停止研發“紅龍”火星飛船。因為一種新型、大型火星飛船——“星際”號飛船誕生了。

“紅龍”火星飛船著陸火星