想要把人類帶到火星？這的確是一個挑戰
2020-04-05 天文在線二十世紀六十年代，美國向世界證明人類登上月球是可行的。如今，離首次登月也已數十年之久，人們又再次尋求前往其他星球的旅行，但這次卻不僅是前往月球了。目前，人類想去火星上走走。實現這一目標將需要宇宙飛船、材料和設計上的革新，新一代的工程師和科學家們也正面臨著這些挑戰。要想拜訪和徵服這些星球需要複雜的宇宙飛船，它們不僅能將人類送到那裡，還能在他們一登陸時就保衛他們。
如今的火箭要比阿波羅任務中使用的那些性能更強勁、效率更高，也更可靠。控制宇宙飛船和幫助維持太空人生命體徵的電子設備日新月異，其中有一些每天都在使用，手機就會用到它們，這是阿波羅電子設備不能相媲美的。今天，載人航天飛船的方方面面都經歷了質的飛躍。所以，為什麼都到這個時候了，人類還沒去過火星呢？
圖解：從阿波羅7號飛船上拍攝的土星S-IVB級在大約125海裡的高度進行換位和對接操作，地面運行時間為3小時16分鐘(第三次公轉開始)。圖源：NASA
登上火星很困難
這個回答的根本在於前往火星的規模之大，工程的複雜程度都是史無前例的。這一工程十分艱難。舉個例子來說，每三個火星任務中幾乎有兩個都會遭遇失敗，抑或發生災難性事故。而且這些還都只是無人項目！要是人們開始討論製作載人飛船前往這個紅色的星球，事態就有些嚴重啦！
思考一下，人類要多久才能到火星。火星離地球的距離是它到月球的150多倍。可能聽上去也沒多少，但是想像一下，這會意味這增添多少的助理燃料。燃料越多，重量越大。而越多的重量意味著太空艙更大，火箭也更大。單單這些挑戰就足以說明，前往火星的難度級別和簡簡單單「躍」上月球（最多只能駐足幾天時間）不在同一個層級。
然而，這些挑戰還有望得到攻克。美國國家航空和宇宙航行局（NASA）設計出的宇宙飛船（比如獵戶座飛船和鸚鵡螺號）就可能實現前往火星的旅行。還有其他的機構和公司也紛紛提出前往火星的計劃，比如Space X 以及中國政府，不過他們還沒有準備好實現跨越。不過，火星任務中的某些模式還是很有可能會飛起來的，也許最早會在十年以內。
圖解：獵戶座飛船 圖源：spaceflight101
圖解：鸚鵡螺X號 圖源：Toby Weston
只是，還有一個挑戰：時間。火星與我們遙遙相望，且和地球以不同速率圍繞太陽運轉。美國國家航空和宇宙航行局（或是其他任何運載人類前往火星的組織）必須要準確測算前往火星的具體時長。火星探測任務的計劃者們只能等到最佳「時機之窗」打開時再行動，也就是地球與火星實現完美的軌道對齊的時刻。這個機會幾年才有一次，所以測算時間十分重要。此外，想要安全前往火星也很耗時；單程旅行也需要花上數月或是一年之久。
儘管目前正在開發先進的推進技術，有望將總時長削減到1到2月，但是到達火星表面後，太空人還需要等待地球和火星再一次軌道對齊才能返航。這將會花上多長時間？至少一年半。
圖解：推進技術戰略 圖源：researchgate.net
解決時間問題
往返火星的時間跨度很大，這也會導致其他方面出現問題。旅客們如何獲得充足的氧氣？水源呢？當然，還有食物呢？還有他們怎能迴避一個事實：當他們在宇宙遨遊，太陽釋放的強力太陽風正在飛船周圍釋放有害輻射？還有隨時會刺穿飛船和太空衣的微小隕石，太空碎片。
圖解：太空碎片 圖源：tohoku
想要解決這些問題還很難。但是等到問題一經解決，前往火星的旅行就切實可行了。保護太空的宇宙飛船意味著利用結實耐用的材料打造飛船，並且還要避免飛船受到太陽的有害射線。
食物和空氣的問題可以通過富有創意的方式得到解決。種植植物可以產出果實和氧氣，這是一個好的開端。但是，一旦植物死亡，一切就都會變得很糟。所以，只能假設你有足夠的空間來種植大量的植物，遇到風險也在所不惜。
太空人隨身攜帶食物、水和氧氣，但是整個旅途中要想獲得充足的供應品就會給飛船施加重量，飛船空間也要擴大。可行的方案是在太空人登錄前利用一架無人火箭運送物資。這個方案十分可行，有好幾個任務計劃者都提出了。
圖解：太空食物 圖源：wikipedia
美國國家航空和宇宙航行局（NASA）相信其有能力克服這些難題，只是尚未實現。SpaceX聲稱它正在做準備。其他國家的計劃還未可知，不過他們在火星問題上也絕不姑息。這些計劃仍然處在理論層面。過去二十年內，任務計劃者們都寄希望於跨越理論和實踐的鴻溝。也許只有到那個時候，人類才真正有實力派遣太空人前往火星進行長時間的探索任務，並最後佔領這個星球。
相關焦點
-
如果人類不小心將細菌帶到了火星,會導致火星出現生命嗎?
火星的表面被赤鐵礦覆蓋，所以呈現出了紅色，更像是地球上的沙漠地區，異常的乾燥布滿了碎石和沙礫，其實在地球上可以找到和火星表面十分相似的地理環境，研究人員通常會在這些地區模擬火星上的生活，為以後人類登陸火星做準備。那麼如題所說，我們人類給火星上送去一批細菌，它們能夠存活嗎？ -
【雙語視頻】人類為何想要踏足火星?
掃碼直達去年7月NASA發射的 「毅力號」（Perseverance）於今天成功登陸火星，開啟一項為期兩年的任務。這是美國迄今送往火星表面的最先進探測器，也是人類歷史上「首個以探尋外星生命證據為主要目的」的火星探測器。它的旅程並不孤獨，去年發射窗口期先後升空的阿聯「希望號」（Al-Amal）以及中國 「天問一號」目前也已開始繞火飛行。 -
火星有一個弊端,使得人類移民火星成為幻想,這顆星球或許更靠譜
人類對於頭頂這片天空有著極大興趣，所以上世紀以來，太空探索事業就如火如荼的進行了起來，人類探測器踏足太陽系內各個行星，為科學家們發回了寶貴的地外星球的信息，我們了解到了太陽系內各大行星的信息。科學家們探索宇宙星體的目的有很多，其中探索地外行星是否宜居也是一個重要課題。 -
人類想要登陸火星到底有多難？限制因素實在太多了
，如果近的話大概是在5000多萬公裡，如果遠的話也是可以達到4億多公裡的，並且兩者相距比較近的情況是比較少見的，大概是需要15年的，所以如果要登陸火星的話，可能不僅僅需要高超的技術，還需要一個非常好的機遇。 -
老生常談,火星適合人類生存嗎?科學家:只要滿足這三點就可以
在太陽系中，除了地球，最適合生存的星球當屬火星了。可是火星適不適合人類生存呢？這是一個一直困擾著科學家的問題。相信也是眾多天文愛好者的疑問。今天小編就和大家來探討一下大家都比較關注的火星。火星表面的奧林帕斯山因為火星的這些特點，人類想要移居火星的話，需要解決以下問題 -
如果移民火星 人類需要做什麼準備 現在的火星適合人類生存嗎
火星現在的環境適合人類生存嗎？人類想要移民火星，就需要解決以下問題。首先需要解決的是引力問題，因為火星表面的重力約為地球的2/5,也就是說你在地球上體重150斤，而在火星上就是有60斤。人類移居火星要解決的就是引力問題，可以採用將隕石運到火星，進而增加質量，提高引力，才可以解決，前提是人類需要掌握足夠高的科技水平，才能將隕石安全、大量的運到火星。 -
天問一號的火星之旅·著陸火星的挑戰
前幾集裡，我們聊了如何把天問一號送往火星（天問一號的火星之旅：長徵五號，終於等到你），如何與探測火星的天問一號保持通訊（天問一號的火星之旅·4億公裡外的訊息傳遞）。然而，即使順利飛到火星附近，地面站也沒和探測器失聯，對於一個著陸任務來說，其實才只成功了一半。這一點也沒有誇張。 -
人類想要登陸火星需要多長時間?科學家:可能會渴死
隨著地球環境的惡化，科學家們也是正在努力的尋找其他適合人類生活的星球。人們登陸了月球，所以在接下來的時間裡，研究且登陸其他星球也成為了人們所關注的問題。而科學家們表示，下一個人們登陸的星球很有可能是火星。 -
「天問一號」開啟中國火星時代，這群人開啟了未來火星生存挑戰
「天問一號」開啟中國火星時代，這群人開啟了未來火星生存挑戰7月23日，中國首次向火星發射自主研發的探測器「天問一號」，開啟屬於中國的「火星時代」，近百位世界青年代表齊聚甘肅金昌火星1號基地，進行了一場以「一起會更好」為主題的探火體驗活動。 -
探索火星的挑戰
火星到後面水消失了，變成了一個又冷又幹的星球。所以探索火星的氣候變化以及地質的演化，對於保護地球，拓展我們人類生存的疆域，有非常重要的意義。火星是我們整個深空探測領域，除月球以外的第二個重要研究的星球。科學家想要看火星的什麼？要從三個方面看：生命、氣候、地質。 -
人類面臨太空生存挑戰，本世紀內或實現火星移民｜鈦媒體全球科技月
莊逢源認為，人類真正實現星際移民的重要標誌，就是在另一個星球上可以繁衍下一代。「但在人類空間站裡，到目前為止還沒有誕生過哺乳動物，更何況火星重力只有地球的38%，在這樣的環境下，寶寶的骨骼生長究竟如何，能否保證健康成長，都是值得探討的科研話題。」只有徹底解決了上述問題，人類才有可能真正實現移民火星，但這一過程註定是漫長的。 -
將人類送入火星的5種推進技術
該機構及其合作夥伴正在開發，測試和推進各種推進技術的關鍵組成部分，以減少人類首次執行火星任務的風險。火星車大約只有一輛汽車的大小，而將人類送往火星將需要更大的太空飛行器。火星的晝夜周期像地球一樣，周期性的沙塵暴可以持續數月，這使得核裂變動力比太陽能更可靠。NASA已經在地球上測試了該技術，並證明了該技術安全，高效且足夠多，可以執行長時間的地面任務。美國宇航局計劃首先在月球上演示並使用裂變動力系統，然後在火星上演示。 -
殘暴的無形太空輻射:人類登陸火星面臨的最大挑戰
▲當太空人有一天踏上火星展開長期探索任務時，他們將面臨著一個隱形威脅 -
科學家在火星上有一個重大發現,讓人類對火星有了更進一步的認知
可能用不了多久，地球將變成一顆不再適合人類生存的星球。那個時候，我們不得不做出選擇，離開地球移民到其它星球生活。想要移民外星球可不是那麼容易的，首先需要找到一顆適合人類生存的星球。由於人類科技的限制，太陽系的類地行星我們未來很長一段時間是無法到達的，因此暫時只能在太陽系內尋找人類的第二地球。 -
未來人類可能移居火星，或許需要100年，才能成功改造火星
，同時對太陽系外的行星進行探索，這是因為這些星球距離地球較近，想要移居星球也會比較方便，更重要的是火星和地球十分的相似，不僅同處宜居帶，更重要的是火星距離地球相當的近！1個就是是否有大氣層的存在，大氣層相當於一個星球的盾牌，如果缺少大氣層，人類就會直接面對來自宇宙的各種輻射和隕石的傷害，以人類脆弱的身板，是不可能抵抗這些傷害的，這也是為什麼人類最近一直在說著要保護地球大氣層，雖說火星具有大氣層，但是它的大氣比較稀薄，僅僅只有地球的1%，但是僅僅只是這微小的1%也給人們一些的希望。 -
火星載人登陸的最大困境:為何人類無法從火星返回地球?
但是即使到了今天，我們依舊不能逃避一個老問題：重力與能源的束縛，我們想獲得更大的推力，就要用更多的燃料，想要更多的燃料就會讓飛船越重。在這種情況下，單程飛行往往很簡單，返程飛行卻無比艱難。雖然上世紀我們就實現了往返月球的壯舉，但是到今天，我們依舊沒辦法往返火星，這其中面臨很多困難，主要就是這幾個方面。 -
想要移民火星有可能嗎？
想要實現星際移民我們自然需要尋找跟地球相似的星球，經過幾十年的太空研究與探索，科學家們發現火星與地球環境是最為相似的，所以，目前星際移民的焦點集中到了火星身上。那麼移民火星需要解決哪些問題呢？2018年7月25日，科學家研究發現火星上第一個液態水湖第二，大氣層，火星也是擁有大氣層的，但是相比較地球而言，異常的稀薄，並且沒有氧氣的存在，主要是二氧化碳，人類想要在火星上呼吸，必須要有氧氣。所以目前人類如果想要在火星表面生存，必須要穿帶厚重的太空衣，可能到了密封的基地才能脫下來。 -
在火星上種植農作物？挑戰很大但不是不可能
數據顯示，目前已經有3400個在月球或火星土壤上進行種植的提案獲選。據西班牙《國家報》網站11月8日報導，最近對月球上存在水的明確無誤的確認進一步為月球和火星上的人類居住項目提供了助力。因為水資源是必不可少的，而科學家估計月球表面的冷阱加起來有超過4萬平方公裡的水冰。 -
歐洲太空總署公布「月球村」計劃,未來將成為火星的中轉站!
近些年來隨著人類探索太空的腳步越來越快，科學家已經在研究在火星建造人類基地的計劃了，在這場激烈的太空競爭下美國宇航局宣布了將在2030年前實現載人登陸火星，並且今年夏天發射的「毅力號」火星車有一項重要的實驗——在火星上製造氧氣，顯然這是一項前所未有的計劃，由於火星的大氣濃度不到地球的1%，如果人類想要在其它星球上生存 -
人類移民火星真的可行？究竟有什麼辦法，火星能改造成宜居星球？
誠然，火星的確存在這方方面面的問題，但是朋友們有沒有想過，這些問題其實都是相輔相成、互相影響的，解決一個，其他的幾個也將迎刃而解。，有人提出了一個設想，那就是在火星的拉格朗日點上放置一顆巨大的磁鐵。我們知道，拉格朗日點上有一個特點，那就是在兩個環繞運行的天體的拉格朗日點上置入第三個天體的話，這第三個天體相對那兩個天體的相對位置是保持不變的。所以，如果我們在火星繞太陽運行的這個系統中的拉格朗日點置入一個巨大的磁鐵，這個磁鐵相對火星和太陽的這個系統的位置是保持不變的，或者說是相對靜止的。