目前阻碍人类登陆火星的最大难题是什么? 人类登陆火星最大挑战是什么?会有致命的太空辐射吗?

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头号难题是国会和总统,从阿波罗时代甚至更早美俄就有各种载人火星任务方案了。很多技术问题有钱就可以绕过,例如液氧、液氢、液态甲烷在太空长期低温储存问题可以改用常温储存的自燃推进剂(毒发)甚至固体燃料火箭来解决,只不过比冲低。火箭载荷不够在太空组装堆砌,可以建空间站作为物流中心、汇合点,利用空间站的长桁架挂着固定发射上天的飞船组件而不是放任乱飘、用长机械臂协助组装而不是自主对接组装。然后就像坎星玩家那样喜闻乐见堆罐子了,25吨LEO载荷的火箭就能慢慢发。

途中的补给问题消耗最大的是水,不过水循环处理技术已经很成熟了,氧气的话国际空间站也成功种菜种小麦过还有藻类生物反应器(可以养小球藻之类的)等,能减缓氧和食物消耗。其他补给多带就是了,包括容易出故障的耗材(从高级过滤网、半透膜到机器零备件等)、各种药物等,活性炭的重新活化复原也不难用蒸汽处理就行。

为了防设备故障可以多备份,还有两艘以上飞船一起出发可以互相照应、团队里加专业技师、飞船上装迷你机床、3D打印机、迷你熔炉(空间站上成功搞过冶金实验)等制造零备件。

微重力导致的健康和生活不便问题也好办,两艘飞船进入霍曼转移轨道后互相靠近用绳索连接然后像流星锤一样旋转就行,你想要多大都行反正绳索可以加长到好几百米来大旋转半径避免转速高而晕眩,抵达火星准备减速时停止旋转再分开。

辐射防护问题有钱就好堆防护了,可以拿备用补给和送到火星地表的货物兼顾额外屏蔽,NASA也在研究给宇航员穿防辐射马甲,就像医院放射科穿的铅防护服一样、飞船设立太阳风暴避难所等等。着陆问题的话有钱就能尽可能的用火箭发动机暴力减速 ,毒发、固体火箭都行,起飞也是。尽情浪。

火星地表居住的防护问题也好办,不用找熔岩管钻地洞。带上遥控电动挖掘机、推土机等工程机械给组合对接后的居住舱上堆土或者垒沙袋就行堆个两米厚,就像建造野战工事掩体一样。外部施工还可以带轮式机器人,上半身类似人类,通过VR和动作捕捉服来遥控。这些机械可以自带RTG(核电池,反正有钱)就不需要充电、夜晚照样能工作。

电力问题光伏发电+大容量电池组+迷你核反应堆,蒙尘问题可以给光伏板装上类似汽车雨刷的除尘刷就行。食物问题前面也提过了,水栽种菜种小麦、生物反应器养小球藻。废物处理问题也有很多成熟解决方案,从生物处理堆肥到超临界二氧化碳、湿法氧化等。其他沙尘危害可以开发火星优化型真空吸尘器,绝对有商家愿意倒贴钱研制竞标、免费送,毕竟那是很好的广告,在出舱活动回来后用高科技吸尘器把宇航员和舱门密封圈等都吸干净还能清理其他设备。

至于火星地表的低重力,每人每天强制一定锻炼量就行 ,同时多带相关营养补充剂、药物。还有配备专门医生搞个小医院服务火星科考基地确保人命安全。火星救援那种窘境是不可能存在的。火星气压低风没那么猛,加上基地完善多插几个舱、多几辆火星车、多几个专业人员(特别是会修设备和人体的)、多几部远程通信设备、多运物资储备等等,所以别怕放心的科考吧,火星的科考价值绝对比南极高无数倍。

火星的低温,因为火星大气稀薄气压为地球的0.7%左右,热对流传热低得多。所以实际上火星的保温隔热需求比南极低得多,甚至不会比西伯利亚高。

不过问题来了,离家远、任务时间长情绪可能不稳定例如担心被绿啥的,那让配偶一起去吧,经过训练包括职业培训后一起去火星基地,可以负责种菜、下厨、内务啥的科考站日常运作,让队员可以专心科考和搞基地建设。随着基地的壮大人员的增长、不停的运来更多新设备,慢慢的从科考站变成小城镇,设立政府、警察局、开矿、建厂等开始开发定居火星了,毕竟人多了杂了管理和服务、产业也要跟上。最终成为人类开发火星的桥头堡,以此为依托扩张,像藤一样蔓延。

为了更好的筹集资金提供使用率,火星科考站可以国际合作+商业化像国际空间站一样。有实力的国家可有自己的居住舱、实验室等模块,共享科考站、火星镇的服务。还有可以引入商业化给企业在火星做实验、打广告,负担不起居住舱实验室的国家和企业可以租借买实验服务。

南极麦克默多科考站居民超过1000人

只要钱给够(阿波罗那种重视程度),10年内在火星建个科考站没太大问题。问题是钱不够,于是得降低去的成本,就像90年代的大哥大手机几万一部是土豪的身份象征,大众消费不起,技术成熟了手机又强又便宜大众才用得起才能普及。能用钱解决的只能叫问题不能叫难题,像是决赛里如何让英国队战胜中国队才是真正的难题,用钱解决不了。



首先,火星大气压太小,是地球上的1%,如果人在这么小的压强下,人就会胀开,如果人登陆火星,就必须穿特制的宇航服来控制压强,在电影《火星救援》中,主人公进出火星基地都要经过一个舱,目的就是平衡压强。

其次,火星和地球一样,在围绕太阳旋转的过程当中,都有近日点和远日点,地球上的近日点就是夏至,远日点就是冬至,由于火星本身距离太阳就远,使得火星的温度非常低,最低温度是零下133度,最高温度,也就是火星的夏至日赤道地区的温度,是27度,这个温度适合人类生存,平均温度零下55度。


不同于地球,火星的磁场非常微弱,其强度为地球磁场的0.1%~0.2%。这对火星的影响是最明显的是火星上的指南针是无效的。没有了磁场的保护,作为太阳高能粒子的太阳风,经过乐然数以万年对火星的侵蚀,使得火星上的大气层非常微薄,而大气层具有阻挡太空辐射的功能,这使得火星上的辐射比地球上高太多。辐射量甚至是国际空间站的2.5倍。这也使得宇航员在登陆火星时,要穿更厚的宇航服。


火星的土壤中含氧化铁成分很高,这也使得火星土壤的颜色成深红色,并有镁硫酸盐、氧化铁、碳酸盐。火星土壤硫含量为地球的100倍,钾含量仅为地球的五分之一,没有有机物。但是,火星土壤中含有高氯酸盐,这是一种剧毒,当然还可能含有人类未知的其他有毒物质,这使得如果人类要在火星上建立温室,就必须要对火星的土壤进行改造。在电影《火星救援》中,主人公未经改良,就种植土豆的行为是不可能的,不仅土豆不会发芽,还会使得土豆含有有毒成分。

虽然说,火星含有许多不利的条件,但是人类的技术也在进步,技术的发展一定会使这些难题不再是难题,就像14世纪的地理大发现,广袤的海洋无法阻挡人类的探索的脚步,而火星的这些难题也不会阻挡人类探索火星的进程。



头号难题是国会和总统,从阿波罗时代甚至更早美俄就有各种载人火星任务方案了。很多技术问题有钱就可以绕过,例如液氧、液氢、液态甲烷在太空长期低温储存问题可以改用常温储存的自燃推进剂(毒发)甚至固体燃料火箭来解决,只不过比冲低。火箭载荷不够在太空组装堆砌,可以建空间站作为物流中心、汇合点,利用空间站的长桁架挂着固定发射上天的飞船组件而不是放任乱飘、用长机械臂协助组装而不是自主对接组装。然后就像坎星玩家那样喜闻乐见堆罐子了,25吨LEO载荷的火箭就能慢慢发。

途中的补给问题消耗最大的是水,不过水循环处理技术已经很成熟了,氧气的话国际空间站也成功种菜种小麦过还有藻类生物反应器(可以养小球藻之类的)等,能减缓氧和食物消耗。其他补给多带就是了,包括容易出故障的耗材(从高级过滤网、半透膜到机器零备件等)、各种药物等,活性炭的重新活化复原也不难用蒸汽处理就行。

为了防设备故障可以多备份,还有两艘以上飞船一起出发可以互相照应、团队里加专业技师、飞船上装迷你机床、3D打印机、迷你熔炉(空间站上成功搞过冶金实验)等制造零备件。

微重力导致的健康和生活不便问题也好办,两艘飞船进入霍曼转移轨道后互相靠近用绳索连接然后像流星锤一样旋转就行,你想要多大都行反正绳索可以加长到好几百米来大旋转半径避免转速高而晕眩,抵达火星准备减速时停止旋转再分开。

辐射防护问题有钱就好堆防护了,可以拿备用补给和送到火星地表的货物兼顾额外屏蔽,NASA也在研究给宇航员穿防辐射马甲,就像医院放射科穿的铅防护服一样、飞船设立太阳风暴避难所等等。着陆问题的话有钱就能尽可能的用火箭发动机暴力减速 ,毒发、固体火箭都行,起飞也是。尽情浪。

火星地表居住的防护问题也好办,不用找熔岩管钻地洞。带上遥控电动挖掘机、推土机等工程机械给组合对接后的居住舱上堆土或者垒沙袋就行堆个两米厚,就像建造野战工事掩体一样。外部施工还可以带轮式机器人,上半身类似人类,通过VR和动作捕捉服来遥控。这些机械可以自带RTG(核电池,反正有钱)就不需要充电、夜晚照样能工作。

电力问题光伏发电+大容量电池组+迷你核反应堆,蒙尘问题可以给光伏板装上类似汽车雨刷的除尘刷就行。食物问题前面也提过了,水栽种菜种小麦、生物反应器养小球藻。废物处理问题也有很多成熟解决方案,从生物处理堆肥到超临界二氧化碳、湿法氧化等。其他沙尘危害可以开发火星优化型真空吸尘器,绝对有商家愿意倒贴钱研制竞标、免费送,毕竟那是很好的广告,在出舱活动回来后用高科技吸尘器把宇航员和舱门密封圈等都吸干净还能清理其他设备。

至于火星地表的低重力,每人每天强制一定锻炼量就行 ,同时多带相关营养补充剂、药物。还有配备专门医生搞个小医院服务火星科考基地确保人命安全。火星救援那种窘境是不可能存在的。火星气压低风没那么猛,加上基地完善多插几个舱、多几辆火星车、多几个专业人员(特别是会修设备和人体的)、多几部远程通信设备、多运物资储备等等,所以别怕放心的科考吧,火星的科考价值绝对比南极高无数倍。

火星的低温,因为火星大气稀薄气压为地球的0.7%左右,热对流传热低得多。所以实际上火星的保温隔热需求比南极低得多,甚至不会比西伯利亚高。

不过问题来了,离家远、任务时间长情绪可能不稳定例如担心被绿啥的,那让配偶一起去吧,经过训练包括职业培训后一起去火星基地,可以负责种菜、下厨、内务啥的科考站日常运作,让队员可以专心科考和搞基地建设。随着基地的壮大人员的增长、不停的运来更多新设备,慢慢的从科考站变成小城镇,设立政府、警察局、开矿、建厂等开始开发定居火星了,毕竟人多了杂了管理和服务、产业也要跟上。最终成为人类开发火星的桥头堡,以此为依托扩张,像藤一样蔓延。

为了更好的筹集资金提供使用率,火星科考站可以国际合作+商业化像国际空间站一样。有实力的国家可有自己的居住舱、实验室等模块,共享科考站、火星镇的服务。还有可以引入商业化给企业在火星做实验、打广告,负担不起居住舱实验室的国家和企业可以租借买实验服务。

难题之一:抵达目的地

   登陆火星并不是一件轻松的事,科学家要尽量缩短宇航员抵达火星的时间。

    难题之二:辐射问题

    科学家们需要加强预报太阳风暴等太空天气的能力,同时改进各种防护设备。

    难题之三:呼吸的空气

    科学家们需要建立一个能够除去二氧化碳等废气的循环系统。此外,科学家们还在研究如何从月球以及火星上提取制造氧气的矿物质。

    难题之四:充足的食品

    在长期太空生活中,宇航员必须学会“生产”大部分所需食品,比如在温室中种植蔬菜,利用实验室的营养液来制造肉类产品。

    难题之五:废物循环利用

    必须要使用相当先进的循环设备。目前在空间站的宇航员已经可以利用这些设备将自己的尿液和汗液加工成水。人体的固体排泄物则可以被加工成温室中所需的化肥。

    难题之六:充足的饮用水

    科学家们已经于1998年在月球两极发现了可以加工成水的原料,目前还在火星上探测是否有类似的资源。任何可以利用的水资源都不能被浪费,所以宇航员的尿液和其他液体也很宝贵。

    难题之七:保持实时联系

    无线电信号在地球和火星之间传输至少需要20分钟时间,这样一旦出现紧急情况,宇航员将无法及时获得地球控制中心的帮助,必须凭借自己的经验和知识来解决这些问题。

    难题之八:在微重力下生活

    在太空站长期生活的宇航员都会出现肌肉松弛或者骨质变轻等现象,这是长期在微重力下生活的结果。目前科学家们正在想方设法改进各种太空锻炼设备。

    难题之九:温度的急剧变化

    月球和火星表面温度的急剧变化和地球的环境相差太远,所以科学家们认为有必要将月球基地和火星的探测营地建在地下,同时利用加热设备提供稳定的温度。

    难题之十:能源需求

    目前通常解决能源的办法是利用太阳能电池板,但其稳定性不好。此外,科学家们还考虑使用核能装置来解决问题。当然,科学家们最希望的是在月球和火星上找到可以用来作为能源材料的矿物质。

头号难题是国会和总统,从阿波罗时代甚至更早美俄就有各种载人火星任务方案了。很多技术问题有钱就可以绕过,例如液氧、液氢、液态甲烷在太空长期低温储存问题可以改用常温储存的自燃推进剂(毒发)甚至固体燃料火箭来解决,只不过比冲低。火箭载荷不够在太空组装堆砌,可以建空间站作为物流中心、汇合点,利用空间站的长桁架挂着固定发射上天的飞船组件而不是放任乱飘、用长机械臂协助组装而不是自主对接组装。然后就像坎星玩家那样喜闻乐见堆罐子了,25吨LEO载荷的火箭就能慢慢发。

途中的补给问题消耗最大的是水,不过水循环处理技术已经很成熟了,氧气的话国际空间站也成功种菜种小麦过还有藻类生物反应器(可以养小球藻之类的)等,能减缓氧和食物消耗。其他补给多带就是了,包括容易出故障的耗材(从高级过滤网、半透膜到机器零备件等)、各种药物等,活性炭的重新活化复原也不难用蒸汽处理就行。

为了防设备故障可以多备份,还有两艘以上飞船一起出发可以互相照应、团队里加专业技师、飞船上装迷你机床、3D打印机、迷你熔炉(空间站上成功搞过冶金实验)等制造零备件。

微重力导致的健康和生活不便问题也好办,两艘飞船进入霍曼转移轨道后互相靠近用绳索连接然后像流星锤一样旋转就行,你想要多大都行反正绳索可以加长到好几百米来大旋转半径避免转速高而晕眩,抵达火星准备减速时停止旋转再分开。

辐射防护问题有钱就好堆防护了,可以拿备用补给和送到火星地表的货物兼顾额外屏蔽,NASA也在研究给宇航员穿防辐射马甲,就像医院放射科穿的铅防护服一样、飞船设立太阳风暴避难所等等。着陆问题的话有钱就能尽可能的用火箭发动机暴力减速 ,毒发、固体火箭都行,起飞也是。尽情浪。

火星地表居住的防护问题也好办,不用找熔岩管钻地洞。带上遥控电动挖掘机、推土机等工程机械给组合对接后的居住舱上堆土或者垒沙袋就行堆个两米厚,就像建造野战工事掩体一样。外部施工还可以带轮式机器人,上半身类似人类,通过VR和动作捕捉服来遥控。这些机械可以自带RTG(核电池,反正有钱)就不需要充电、夜晚照样能工作。

电力问题光伏发电+大容量电池组+迷你核反应堆,蒙尘问题可以给光伏板装上类似汽车雨刷的除尘刷就行。食物问题前面也提过了,水栽种菜种小麦、生物反应器养小球藻。废物处理问题也有很多成熟解决方案,从生物处理堆肥到超临界二氧化碳、湿法氧化等。其他沙尘危害可以开发火星优化型真空吸尘器,绝对有商家愿意倒贴钱研制竞标、免费送,毕竟那是很好的广告,在出舱活动回来后用高科技吸尘器把宇航员和舱门密封圈等都吸干净还能清理其他设备。

至于火星地表的低重力,每人每天强制一定锻炼量就行 ,同时多带相关营养补充剂、药物。还有配备专门医生搞个小医院服务火星科考基地确保人命安全。火星救援那种窘境是不可能存在的。火星气压低风没那么猛,加上基地完善多插几个舱、多几辆火星车、多几个专业人员(特别是会修设备和人体的)、多几部远程通信设备、多运物资储备等等,所以别怕放心的科考吧,火星的科考价值绝对比南极高无数倍。

火星的低温,因为火星大气稀薄气压为地球的0.7%左右,热对流传热低得多。所以实际上火星的保温隔热需求比南极低得多,甚至不会比西伯利亚高。

不过问题来了,离家远、任务时间长情绪可能不稳定例如担心被绿啥的,那让配偶一起去吧,经过训练包括职业培训后一起去火星基地,可以负责种菜、下厨、内务啥的科考站日常运作,让队员可以专心科考和搞基地建设。随着基地的壮大人员的增长、不停的运来更多新设备,慢慢的从科考站变成小城镇,设立政府、警察局、开矿、建厂等开始开发定居火星了,毕竟人多了杂了管理和服务、产业也要跟上。最终成为人类开发火星的桥头堡,以此为依托扩张,像藤一样蔓延。

为了更好的筹集资金提供使用率,火星科考站可以国际合作+商业化像国际空间站一样。有实力的国家可有自己的居住舱、实验室等模块,共享科考站、火星镇的服务。还有可以引入商业化给企业在火星做实验、打广告,负担不起居住舱实验室的国家和企业可以租借买实验服务。

南极麦克默多科考站居民超过1000人

只要钱给够(阿波罗那种重视程度),10年内在火星建个科考站没太大问题。问题是钱不够,于是得降低去的成本,就像90年代的大哥大手机几万一部是土豪的身份象征,大众消费不起,技术成熟了手机又强又便宜大众才用得起才能普及。能用钱解决的只能叫问题不能叫难题,像是决赛里如何让英国队战胜中国队才是真正的难题,用钱解决不了。

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