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登上火星為什麼不能返回地球

登上火星為什麼不能返回地球的答案是:火星的重力更大;火星上有稀薄的空氣;火星距離地球更加遙遠;火箭的功率有限;途中的物質消耗

登上火星為什麼不能返回地球

眾所周知,火星是地球的鄰居,它的各項指標也與地球相似,因此科學家認為,火星上可能存在着生命。1962年,前蘇聯發射了“火星一號”探測器,遺憾的是,它在距離地球1億公里的時候就失去了聯繫。儘管這次任務失敗了,但它被普遍認為是火星探測的開端。

月球的重力只有地球的1/6左右,而火星的重力是月球的兩倍。這意味着在月球上是10牛頓的物體放在火星表面就是20牛頓了。同樣的質量,返回時,火星上需要的推力卻要增加數倍。

月球表面是接近真空的狀態,飛船起降不用考慮空氣阻力的存在,而火星表面稀薄的空氣卻會讓加速變得困難,速度越大,空氣阻力越大。根據相關的數據,科學家們對月球返回成本和火星返回成本進行了對比分析。

從月球發射1kg物質到達地球,需要在地球上提前攜帶632kg的物質作為準備。而多攜帶632kg就意味着起飛時又要帶更多的燃料。這個成本實在是讓人絕望,全世界最富有的美國都不敢多玩。而這個在火星上進行這個操作,成本會立刻增加10倍。沒有任何國家能這麼玩。

有人想了一個“聰明”的辦法,在火星建立燃料庫,利用火星資源建造發射基地。但是要知道這有一個前提,前期的工業設備需要在地球上生產後帶到火星上。但是這更加科幻了,將火星上的資源轉化為航天用途所付出的成本無異於重建人類工業史,這完全是現階段的人類不敢想的事。這個想法雖然很好,但是這遠遠超出了人類的能力。

我們知道地球和月球之間的距離約為38萬公里,而火星在近地點時與地球的距離都超過5500萬公里,遠地點更是超過4億公里,這還是直線距離。

實際路程更是遙遠,以阿波羅計劃為例,去一次月球大概是3天。而根據霍曼轉移軌道原理,如果沒有極高的速度,從地球到火星的最短路徑實際上是5.93億公里,即比月球旅行長了1543倍。所以每次去火星時在路上都要花上大半年,比如好奇號登陸火星就用了接近9個月(2011-11-26~2012-8-6)。

發射的時候,我們需要大量的燃料才能進行加速,直到超過第一宇宙速度才可以脱離地球的引力約束,這個過程中我們需要攜帶一台巨大的發動機和足夠多的燃料。但是在到達火星後,我們進入火星地表需要減速。由於大氣稀薄,常規的減速手段幾乎沒啥用,我們只能通過發動機反向噴射才能夠減速,而這幾乎需要與起飛加速過程等量的燃料。

科學家在研究一種新的推進方式,比如可以讓飛船擁有核引擎或者使用電磁推動,更科幻的是直接建造軌道工廠,在太空中建造飛船,但是我們現在還遠遠做不到。

按照現有的速度去火星,我們需要大概8-9個月,可以參考好奇號。載人登陸和好奇號不一樣,好奇號不需要吃喝拉撒,而人類需要。如今我們還沒有冷藏技術,能夠讓人類進入休眠狀態,這意味着路上的8個月中,人要一直醒着,一直消耗物質。再加上維持人體生命的各種保障系統,這會讓飛船的荷載變得更大。

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