眾所周知，人類在探尋火星奧秘的路途上已行走多年，至今仍有許多科學(xué)家樂此不疲地致力于火星探索，想要把火星變?yōu)槿祟惖摹暗诙覉@”。那么，到底為什么科學(xué)家一直對火星抱有如此濃厚的興趣呢？人類移民火星還要多久？又會有哪些困難呢？

火星是太陽系中與地球最相似且距離第二近的行星，因此，它成為了目前除地球以外人類研究程度最高的行星。全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩對人民網(wǎng)科普中國表示，探測火星對研究地球上生命的起源和演變，了解火星的氣候、地質(zhì)和資源，在火星上建立人類第二個家園等，都具有重要的意義。如果有一天人類由于地球人口太多、能源枯竭或遭受其它星球撞擊等滅頂之災(zāi)，可以向改造后的火星移民。

至于人類移民火星需要多久，龐之浩表示，由于火星距地球遙遠，火星本身也與地球有很大差別，所以要向火星移民需要攻克許多關(guān)鍵技術(shù)。就目前的技術(shù)發(fā)展水平和速度而言，樂觀地說，可能至少要等100年，也有科學(xué)家保守地認(rèn)為要等800年。

為什么需要等這么多年呢？因為即使是無人探測器登陸火星在今天都很難實現(xiàn)。據(jù)龐之浩介紹，1971年，蘇聯(lián)的“火星-3”號成為第一個到達火星表面的探測器，但也僅發(fā)送了20秒鐘電視信號；2003年，英國“獵兔犬2號”著陸器在著陸火星過程中與地球失去聯(lián)系；2016年，歐洲和俄羅斯聯(lián)合研制的“夏帕雷利”著陸器在著陸火星過程中失敗。

具體來講，導(dǎo)致人類在“征服”火星的道路上屢戰(zhàn)屢敗的最大“攔路虎”是著陸速度。火星探測器進入火星大氣的時速約為21000千米，但要在7分鐘內(nèi)，讓其速度在受控狀態(tài)下降為零，實現(xiàn)在火星上的安全著陸，仍是火星探測任務(wù)中技術(shù)難度最大、失敗率最高的關(guān)鍵因素。

由于通信延時很長，控制探測器飛行的數(shù)據(jù)都要提前注入。而且在探測器切入火星軌道過程中，如果切入點離火星過遠，則不能被火星的引力捕獲，探測器就會在太陽系中“迷失”；如果切入點離火星太近，則可能墜毀于火星大氣層。

另外，如果探測器要在火星表面著陸，難度又會增加。因為在探測器進入火星大氣時，離地球很遠，測控信號很微弱；而當(dāng)探測器運動到火星背面時，地球上更是無法準(zhǔn)確地確定其軌道參數(shù)。要知道，當(dāng)探測器進入火星大氣層后，其防熱措施、降落傘、氣囊和緩沖火箭等能否按程序工作，都是著陸成功與否的關(guān)鍵，必須非常精確。

據(jù)悉，任何火星探測器在火星著陸都要經(jīng)歷“恐怖7分鐘”。龐之浩形象地比喻說，探測器進入火星軌道的難度，相當(dāng)于從巴黎打一個高爾夫球要正好落到東京的某個球洞里一樣。一名美國科學(xué)家曾形容，火星探測器著陸時的心情就好像丈夫在產(chǎn)房外等待妻子分娩一樣。探測器在火星著陸的技術(shù)很復(fù)雜，每個環(huán)節(jié)都不能有閃失。上文提到的“夏帕雷利”著陸器就是由于一個1秒的計算失誤，導(dǎo)致在著陸火星前與地面失聯(lián)而撞毀。

龐之浩表示，要進行載人登陸火星，必須克服千難萬險才行。第一，要研制出重型運載火箭。由于路途遙遠，乘組人員多，載人火星飛船質(zhì)量較大，所以首先需要研制出重型火箭才行；第二，要研制出載人火星飛船。目前，人類只研制出繞著地球運行的衛(wèi)星式飛船和飛往月球的登月式飛船，但還沒有打造出飛往火星的星際式飛船，其技術(shù)難度和成本大大高于前兩者，要解決人身保護和生命保障等許多難點；第三，要提前研究飛船在火星著陸中、著陸后和返回等技術(shù)；第四，要研究人體適應(yīng)新的環(huán)境問題。在飛往火星途中和到達火星后，航天員長期處于微重力和低重力狀態(tài)，對心理產(chǎn)生重大影響。此外，還需要解決通信延時、宇宙輻射等困難。

受訪專家：全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩

本文由中國運載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計部型號設(shè)計師錢航進行科學(xué)性把關(guān)。

 

火星著陸要歷經(jīng)"恐怖7分鐘"?專家:1秒誤差都不能有

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