登陸火星到底有多難,為什麼載人登月過了51年,人類還沒到火星?
2023-03-31 12:19:33 3
人類早在1969年就登上了月球,但51年後,載人登陸火星仍然是一個理論問題,沒有一個國家擁有這項技術。
然後問題出現了,為什麼在火星上著陸如此困難?
登陸火星
登陸火星的第一個困難是距離。我們知道地球和月球之間的平均距離是384,403.9公裡。當月球處於近地點時,離地球的距離為363,000公裡,離遠地點的距離為406,000公裡。
地球和火星之間的距離在最近的時候達到了5500萬公裡,在最遠的時候超過了4億公裡。因為火星離地球很遠,人造飛機在火星上著陸需要很長時間。
1965年,美國水手4號在228天內成功飛越火星。
1969年,水手6號在155天前飛越了火星。
1969年,水手7號在128天內飛越了火星。
1971年,「水手9號」用了168天時間成為第一個進入火星軌道的地球飛行器。
1975年,美國維京1號在304天內成功登陸火星。
2011年,「好奇號」火星探測器在火星上著陸254天。
此外,上述飛機都不是有人駕駛的飛機,人類登上月球的難度是現在的100多倍。這是因為人類有重量並且佔據一定的體積。此外,人類需要能量來維持生存。在從地球飛往火星的過程中,人類需要大量的能源和淡水。這些重量使得載人航天飛行需要很強的運載能力。
其次,火星的環境非常惡劣,沒有全球磁場,而且大氣層相對較弱,導致宇宙射線可以直接進入火星表面。換句話說,植物不能種植在火星表面。因此,只有在地球上準備好足夠的食物和能量,太空人才能保證在到達火星後正常工作,他們還需要準備好將燃料、食物和淡水返回地球。這實際上大大增加了載人登陸火星的難度。
最後,儘管登陸火星的計劃很浪漫,但也很危險。在登陸火星的過程中,如果發生任何意外,遠離地球的人類都無能為力。加上太空人能做的,火星探測器也能完成,所以它不需要比在火星上著陸更費力。
這也導致了這樣一個事實:儘管人類登上月球已經51年了,但還沒有人登上火星。
一段無法回頭的旅程。
登陸火星是第二困難的任務。困難在於無法回家。
我們知道要逃離一個星球,速度至少要達到這個星球的逃逸速度。這是牛頓提出的一個思想實驗:牛頓加農炮。
牛頓認為,如果在高山上有一門理想的大炮,它可以以任何速度發射炮彈。然後當大炮以較慢的速度發射時,炮彈會向前飛一段時間,然後以拋物線的形式落到地面。
然而,當加農炮發射足夠快時,儘管加農炮會落下,但它會落下到與地球球體相同的程度,因此加農炮永遠不會落到地面,這是第一個宇宙速度。
如果加農炮以非常快的速度發射,達到第二個宇宙的速度,那麼加農炮將脫離行星的重力約束,飛向宇宙,這就是逃逸速度。
逃逸速度與質量有關。宇宙飛船在地球上的逃逸速度為11.2公裡/秒,在火星上的逃逸速度為5.02公裡/秒。在地球上發射火箭時,我們確實可以達到火星的逃逸速度,但是火星上沒有這些發射設施和備用火箭,這意味著太空人只有在火星上預先準備好另一個火箭和發射器才能返回。但是把這麼多設施帶到火星上並建造它們並不容易。
2014年,荷蘭非營利組織火星一號宣布啟動火星著陸計劃。該項目計劃招募四名志願者飛往火星建立一個人類聚居地。然而,項目負責人明確表示,志願者在登陸火星後不能返回地球。
儘管如此,仍有20萬人參加了登記。
換句話說,飛船著陸月球後能直接返回地球的原因是因為月球質量小,逃逸速度只有2.4公裡/秒。此外,地球的重力在地月系統中仍然佔主導地位,所以飛船可以擺脫月球的重力,返回地球,而不需要很強的動力。
摘要
雖然登陸火星非常困難,但是到目前為止,許多國家已經把登陸火星作為他們下一階段的目標。這是因為火星是一顆行星,它在太陽系中的環境與地球相似。儘管火星沒有大氣層和全球磁場,科學家們仍然想探索火星,研究火星,為遷移到其他星球做準備。
美國宇航局研究員布雷特·德雷克說:人類登陸火星仍然是未來的探索目標。甚至一些科學家認為火星是人類的希望。