很多關(guān)心中國(guó)航天的網(wǎng)民們都知道，中國(guó)的航天計(jì)劃中，有一項(xiàng)就是在十年內(nèi)運(yùn)送一輛火星車進(jìn)入火星地表勘探。然而，美國(guó)的計(jì)劃這次又要領(lǐng)先了——NASA決定在2030年，進(jìn)行火星載人登陸計(jì)劃。

　　圖為2030NASA火星之旅的官方示意圖

　　載人登陸火星，是人類自航天時(shí)代開始以來(lái)的終極夢(mèng)想之一，人類一直在地月系中兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，從未有一個(gè)人類踏上其他行星。

　　事實(shí)上，登上火星的難度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于登上月球的難度。畢竟月球是地球的衛(wèi)星之一，距離僅僅只有三十八萬(wàn)公里。而地球到火星的距離，最近時(shí)也有五千五百萬(wàn)公里，遠(yuǎn)的時(shí)候更是遠(yuǎn)達(dá)四億公里！

　　畢竟，地球和火星是兩個(gè)圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星，每?jī)赡陼?huì)接近一次，這兩年一次的接近機(jī)會(huì)，一般稱為地火發(fā)射窗口期。而每過15-17年，才會(huì)有一次“火星大沖”，這個(gè)時(shí)候，地火距離才會(huì)接近到最近的五千五百公里左右。

　　圖為一次地火發(fā)射窗口期的示意圖

　　想要登陸去火星，就必須在窗口期之前“收拾行裝”，然后踏入地火轉(zhuǎn)移軌道開啟征程。

　　不過，具體要收拾什么行裝呢？

　　單一一艘飛船前往火星就目前來(lái)說還是不可接受的，因?yàn)槿祟惸壳把邪l(fā)中最大的SLS火箭近地軌道運(yùn)載能力也僅僅只有130噸，如果改為進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道，運(yùn)力更是驟降。根本沒辦法運(yùn)送多人漫長(zhǎng)火星飛行所需的物資。

　　事實(shí)上，由于在飛行中需要防止航天員們抑郁，必須有五到六位以上的航天員一起航行，才能保持基本的人際交流。六位宇航員的來(lái)回飛行，恐怕要兩年以上，那么這些物資，就必須要有一個(gè)足夠大的飛船才能帶走。

　　圖為NASA登火組合器方案之一，當(dāng)然，僅僅是之一

　　于是，登火組合器計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生，這個(gè)復(fù)雜的組合相當(dāng)于一個(gè)太空中的移動(dòng)空間站。其將被建造在月球軌道上，由居住艙、推進(jìn)艙和各種儲(chǔ)存艙組成。SLS太空發(fā)射系統(tǒng)將肩負(fù)這些艙段的發(fā)射工作。

　　圖為SLS太空發(fā)射系統(tǒng)超重型運(yùn)載火箭

　　這個(gè)組合器可能和國(guó)際“深空之門”月球軌道太空站對(duì)接，也有可能會(huì)由深空之門的宇航員進(jìn)行遙控操作。待登火組合器組在月球軌道組裝完成之后，獵戶座飛船將會(huì)把宇航員運(yùn)送進(jìn)入組合器，隨后開始他們的火星之旅。

　　漫長(zhǎng)的火星之旅將由組合器的推進(jìn)艙推動(dòng)，目前有兩個(gè)推進(jìn)方案，一個(gè)是使用粗暴的化學(xué)能火箭推進(jìn)，其推力大加速能力強(qiáng)，但是很顯然需要攜帶大量的工質(zhì)。方案二則是要使用大量并聯(lián)的離子推進(jìn)器。

　　圖為組合器的化學(xué)能火箭方案

　　經(jīng)過漫長(zhǎng)的飛行之后，航天員們將使用反推火箭或者降落傘降落在火星表面，然后開展他們的研究生活——上個(gè)窗口期就會(huì)有飛船前來(lái)放置預(yù)制的火星研究基地和生活艙以供他們使用。

　　但是，最難的地方，在于怎么把他們活著帶回來(lái)，就目前為止，人類還沒有完成過一次的火星返回任務(wù)。宇航員們都愿意為了人類事業(yè)而犧牲，但不代表我們非要要求他們這么做。有兩個(gè)方案，一個(gè)是提前預(yù)置的火箭將把宇航員從火星地表送回到火星軌道的組合器，然后返航回家。另一個(gè)方案則是宇航員們雖然有提前送來(lái)的火箭結(jié)構(gòu)，但是需要自己在火星制造燃料——或許是電解水產(chǎn)生的氫氧，也有可能是產(chǎn)生的甲烷和氧氣。

　　事實(shí)上，NASA的火星計(jì)劃將是人類有史以來(lái)最為偉大的計(jì)劃之一，其意義甚至遠(yuǎn)大于阿波羅計(jì)劃，人類將真正成為多行星的生物。而中國(guó)航天，也要奮起直追，畢竟我們的征途是星辰大海。