|
火星是科幻小说灵感的一个重要来源。它既是一个被人熟知，被研究得很透彻的星球，又是一个与众不同，远到足以让人产生异域冒险的地方。美国宇航局出于许多同样的原因，将目光投向了这颗红色星球。 机器人，包括即将发射到火星的 "毅力"号火星车，让我们了解了火星表面的情况。这些信息有助于为未来人类登陆火星的任务。我们还需要为航天器和宇航员配备高科技，让他们能够到达那里，探索地表，并安全返回家园。这次任务大约需要两年，包括往返地球和火星表面的时间。 技术开发已经开始，最早在2030年代就能实现载人火星任务。许多技术将首先应用在“阿尔忒弥斯”月球探索计划上，其他系统更适合深空环境。 以下是美国宇航局（NASA）为实现人类登陆火星而正在研究的六项技术。 1. 强大的推进系统，让我们更快到达（和回家！） 前往火星的宇航员将向深空飞行约1.4亿英里。推进能力的进步是尽可能快速和安全到达目的地的关键。 现在说哪种推进系统将把宇航员带到火星还为时过早，但我们知道它需要有核动力以减少路程的时间。美国宇航局正在研究多种选择，包括核电推进和核热推进。两者都使用核裂变，但彼此之间有很大的不同。核电火箭效率更高，但产生的推力不大。而核热推进则能提供更多的动力。 无论选择哪种系统，核推进的基本目的都是减少宇航员离开地球的时间。NASA及其合作伙伴正在开发、测试和熟悉各种推进技术的关键部件，以降低人类首次火星任务的风险。
带有核动力推进系统的航天器概念图 2. 使宇航员在其他星球着陆的可充气热盾设备 我们在火星上登陆的最大的探测器大约有一辆汽车那么大，而将人类送上火星将需要更大的航天器。新技术将允许更重的航天器进入火星大气层，接近地表，并在宇航员想要探索的地方附近降落。 美国宇航局正在研究一种可充气的热盾设备，与刚性的热盾相比，这种大表面积的热盾可以在火箭中占用更少的空间。该技术可以让航天器降落在任何有大气层的星球上。它将在进入火星大气层之前膨胀和充气，以安全降落货物和宇航员。 这项技术目前还没有准备好在火星上使用。即将进行的直径为6米（约20英尺）的原型机的飞行测试将展示气垫壳在进入地球大气层时的性能。该测试将证明它能在进入火星期间的高温下生存。
工程师准备在充气结构上安装柔性隔热罩（上侧部分） 3. 高科技火星宇航服 太空服本质上是为宇航员定制的航天器。美国宇航局最新的宇航服非常高科技，其模块化设计是为了在太空的任何地方使用而设计的。 第一个登上月球的女性和下一个登上月球的男性将穿上NASA的下一代宇航服，被称为“探索舱外移动装置”或xEMU。这些宇航服在优先考虑宇航员安全的同时，还能让 "阿尔忒弥斯 "计划的月球车做出更自然的、类似地球的动作，完成阿波罗任务中不可能完成的任务。 为解决火星上的差异，未来的升级可能包括在富含二氧化碳的大气层中实现生命支持功能的技术，以及修改外衣，使宇航员在火星冬季保暖，并防止夏季过热。
宇航员在测试太空服。美国宇航局的下一代太空服是为了让宇航员在月球和火星上有更多的机动性。 4. 火星家园和移动实验室 为了减少登陆地表所需的物品数量，美国宇航局将把第一个火星家园和飞行器组合成一个配有呼吸空气的单一漫游车。 美国宇航局在地球上进行了广泛的漫游车测试，为开发月球上的加压移动房屋提供参考。在未来加压月球车中生活和工作的 "阿尔忒弥斯 "宇航员将能够提供反馈意见，帮助完善火星漫游车的功能。美国宇航局的机器人漫游车也将帮助火星车的设计——从最适合火星的轮子到大型车辆如何在艰难的地形上航行等一切问题。 就像房车一样，加压漫游车内部将拥有宇航员生活和工作数周所需的一切。他们可以穿着舒适的衣服开车，距离将他们发射回太空返回地球的航天器数十英里。当他们遇到值得研究的地点时，宇航员可以穿上高科技的宇航服离开漫游车，收集样本，进行科学实验。
美国航天局目前正在研制一种能够在火星上艰难地形上航行的飞行器。 5. 不间断供电 就像我们在地球上使用电线为我们的设备充电一样，宇航员将需要一个可靠的电源来探索火星。该系统需要轻巧，并且能够在火星上运行，无论其位置或天气如何。 火星和地球一样有昼夜循环，周期性的沙尘暴可能会持续数月，这使得核裂变发电成为比太阳能发电更可靠的选择。美国宇航局已经在地球上测试了这项技术，并证明它是安全、高效和充足的，足以实现长时间的地面任务。美国宇航局计划首先在月球上演示和使用裂变动力系统，然后在火星上使用。
火星上核裂变动力系统概念图 6. 激光通信，将更多信息送回地球 人类前往火星的任务可能会使用激光与地球保持联系。火星上的激光通信系统可以发送大量的实时信息和数据，包括高清图像和视频资料。 用目前的无线电系统向地球发送火星地图可能需要9年时间，但用激光通信系统只需9周。这项技术还可以让我们与宇航员交流，看到和听到他们在火星上更多的冒险经历。 美国宇航局在2013年从月球上进行了一次演示，证明了激光通信是可能的。该机构的下一次演示将通过不同的操作场景，完善指向系统，并解决来自低地轨道的技术挑战——例如云层和其他通信干扰。美国宇航局正在为载人航天飞行建造小型系统进行测试，包括在国际空间站和首次载人的"阿尔忒弥斯 "任务中。另一个激光通信有效载荷将进入深空，以帮助了解在距离地球数百万英里以外使用同样的技术需要做些什么。
利用激光通信将数据从火星传送到地球的航天器的演示 要了解更多关于NASA关于月球和火星探索的内容，请访问： https://www./topics/moon-to-mars
|
|
|
