中国人率先登上火星的必要先决条件[推荐]

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      当今世界,外太空已是一个竞争越来越激烈的阵地,各个国家都意识到在此投入会赢得的巨大回报,以及由此带动相关科技、产业的升级发展,只要本国有能力独立研制,基本上都不遗余力的发展此项技术,这当中独立研制很重要,因为此类技术都属于国家的核心技术,关键技术绝对不可能通过国际市场或国际合作得到,这也变相提高了拥有此类技术的门坎,使得大多数中小国家无缘、也无力获得此类技术,近年来我国在航天领域的成就是有目共睹的,事实上我国的火箭技术一直是不错的,不亏为火箭发明的老祖宗,但卫星技术差了点,只是在返回式卫星上勉强跟上美、苏的进步,但正是这一点导致了我国在载人航天上成为仅次于美、俄的第三大国,这大大带动了我国在航天领域的实力和威望。

大家想到没有,日本在发展这类技术就有一个瓶颈,并不是技术上的而是政治上的,我们知道无论是载人飞船也好、返回式卫星也好,其实它们都是运用同样的一个技术——洲际弹道导弹技术,因为它们都有个再入大气层的问题要解决,所以日本要是拥有此类技术的任何一种其实都等于拥有洲际导弹,那么谁会对此最忌讳,我认为应该不是中国而是美国,对付中国用洲际导弹太浪费了,而只有对付美国才最不费料,所以我想在可预见的将来日本研发此类技术的可能性不大。

好了,啰唆到现在我们来说说正题吧,说到人类登陆火星、我们就不能不说说登陆月球,我们都知道美国人69年就完成了登上月球的壮举,现在有人说那根本就是一个骗局,目的就是给苏联人精神上一个巨大的打击,从而把俄国人往歧路上引,彻底的拖垮他们,现在从种种迹象看来这种猜测并不是完全没有道理,最简单的一个事实就是,布什说要重整美国的航天业,要在二十年后重登月球,三十多年前就拥有的技术却要在二十年后才能恢复,这没有道理。事实上也许就象别人所说的那样,美国人压根连鬼影子都没上过月球,当然这算得上是天大的秘密了,象一个小品上所说的,打死我美国人也不说了。

那么美国人说二十年后登上月球是没有底气的话吗,非也,这也许才是当今美国的真正科技水平和国家实力,美国人说二十年后上月球那是因为他确实能做到,中国怎么就不敢讲这句话呢,因为也确实拿不准,我想布什讲这句话也肯定不是信口开河,而是征求过权威人士的意见才说出来的。那么这样一来很多人会泄气,难道我们中国人就只能在2025年后才能登上月球吗,岂不把我辈人胡子都急白了,别急,我想那到也还不一定,只要我们中国人上下一心,充分发挥我们中国人的聪明才智,没有什么我们实现不了的奇迹,我们不但要在美国人之前登上月球,还要在其前登上火星,但我们也要充分认识到这其中有许多的技术难关有待克服,有许多的设想有待验证,在这里我只谈谈个人的一些观点,首先我们定的起点要高,既然我们的载人飞船能够做到跨越式发展,为什么我们的星际登陆不能先棋一着,况且,就算我们在2025年前登上月球又如何,他美国人不是五十多年前就‘登’上了吗,所以我们要登第一个就是火星,这其间的技术水平和可能遭遇的挑战与登月根本不在一个层次,而这也正是我们在新世纪全面超越美国的最重要也是最有力的一步,选择这个突破口是我们国家完全有可能做到的,也是最不会引起别国争议的,第一,我国的火箭技术很好,虽然在运载能力上与美、俄还有一定的差距,但我们在最关键的问题即可靠性上超过对手,这才是载人飞行最核心的技术了,第二,我们在核物理的研究上也是独树一帜,(这对星际飞行有什么意义我后面会说到),第三,我们的数字化通信和测控技术也是世界一流,最后,我们有一支庞大的年轻的有理想、有才能的科研队伍,所有这些就决定我们国家在航天领域想不突破都难。那么如何登上火星,须要克服的难题有那些,我不是行家,我只能说说我的一些设想,希望能抛砖引玉,(当然也许会引来更大的砖头)


欧洲“阿里亚娜-5”型高推力运载火箭


首先我们来分析登陆火星存在的难题,一:行星际飞行距离远,时间长,和登月不一样,当年登月据说前后仅仅用了八天时间,而到火星的距离至少是登月的一百八十倍,这还不包括离开火星后追赶地球的时间差,事实上肯定是二百多倍,而由带来的问题就是宇航员的给养大大增多,而为了提高星际飞行速度,必然也要增加燃料的携带,第二火星上的重力加速度是月球上的两倍多,这必然要借助反推力火箭,且推力要大大超过登陆月球飞船,这将要求推进舱发动机推力强劲,而最主要的问题是以上两点将直接导致飞船所需燃料的大大增加,飞船的重量大大超限,我们知道火箭的有效载荷是有限的,飞船的重量大大超标甚至于会导致火箭结构重量理论上不能承受,即使可以采用分次组建空间站的方式建造,但那样的话成本控制会让社会各界无法接受,那么,怎么样才能让我们的火星登陆成为可能呢,

我想应该要做一些预研,一方面要改进火箭发动机的性能,什么增加推力,减少重量等等,这些我们大家都知道,各国也都在这么做,这是摆脱地球引力和火星引力的唯一方法,但是在星际飞行当中,我们可以采用核能加等离子发动机来提供小功率长时间的推力,将飞船加速到一百之二百公里每秒的速度,从而将整个登陆火星的过程时间缩短到一个月以内!何为等离子发动机,说白了就是直线加速器或者是回旋加速器,当然技术突破就是它的微型化,它可以把燃料或者称工质加速到极高速射出,所以即使消耗的工质很少也能获得比较理想的推力,何为核能,把地面上的民用核反应堆放到飞船上?那会大到恐怖的地步,冷战时美、苏都争相发展过太空核电技术,(当然并不是用作动力,而是用于星体供电)但受制于当时的技术水平,温差电偶发电的效率太低,最后勉强达到与地面通信所需功率水平,这对于要作为动力的几百甚至上千千瓦的星际飞船来说显然是不够的,但我想随着我国新型核反应堆的研究,会找到一种有效的小型化微型化的道路,还有一种设想,就是取消等离子发动机,利用二元核能,一种核燃料作为中子源,另一种核燃料作为工质源,由中子源轰击工质源产生的高速离子在超导电磁体的束缚下定向射出产生反推力,由核裂变产生的热能供给超导电磁体的制冷和电源,总之无论是那种模式,核能的利用是必须的,这也是星际载人飞行实现的前提,毕竟化学能和核能不可同日而语。我们可以设想一下整个登陆火星的全过程,整个火星飞船大约40吨左右,按照我国现在的火箭技术发展速度,二十年后应该可以一次性发射上天,在地球低轨道运行几圈调整姿态后,启动核发动机,以大约每秒0.5米的加速度飞向火星绕日轨道,三天后飞船被加速到每秒120公里关闭核发动机,飞船将匀速飞行约七、八天跨越上亿公里,接近火星时再次启动核发动机以同样的推力减速行驶三天左右,进入火星环绕轨道,飞几圈观察调整后,释放出火星登陆舱,该舱大约六吨左右(在火星上约2.4吨重),登陆舱用小动量火箭逐渐降低轨道和速度,在大约二万米的高空打开二千平方米的减速伞,虽然火星上大气密度很低,但因火星上的重力加速度也很低,所以最终能够使登陆舱减速到每秒钟120米~150米的速度,在接近三千米的高空启动推力为四吨的制动火箭减速,同时抛掉减速伞,登陆舱大约在二十~二十五秒内速度减为零,平稳地降落到火星表面,登陆舱大约可以供应二人在火星上考察活动二、三天时间,之后再次启动制动火箭返回在轨母船,再次重复来时的过程返回地球,至此大功告成!

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