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专家:短期内人类不会实现人类登陆火星

2014年02月14日 10:58 来源:辽宁日报 参与互动(0)

  核心提示

  近些年来,随着深空探测技术的不断进步,火星探测成为人类关注的重点,近10年内更是捷报频传,如今不少组织都致力于在那片遥远的红色土地上建立人类殖民地。虽然目前人类还没有登陆火星,但科学家们已经开始设想登陆火星后的生活,“火星沙漠研究站”就是其中一处试验基地,它为什么选址于沙漠?对于人类登陆火星有什么帮助?人类登陆火星还存在多少障碍?我们请专家为我们解读。

  近期,美国的犹他州沙漠中一座“火星沙漠研究站”受到了人们的广泛关注,科学家们宣称要在这里模拟人类登上火星后的生活状态。

  太阳系中火星最像地球地球沙漠接近火星地貌

  辽宁日报:将火星研究站建在沙漠里很新奇,您能否介绍一下这座“火星沙漠研究站”的来历?

  赵金才:美国犹他州火星沙漠研究站成立已久,位于距美国犹他州汉克斯维尔60多公里的沙漠中。众所周知,科学探索需要长期的准备和研究,而登陆火星也是如此,美国的科研人员在精力和财力允许的情况下,自发组织建立了这座火星研究站,目的是为了模拟人类登上火星后的生活状态,为以后人类登陆火星做早期的科研准备。

  辽宁日报:既然是模拟人类登上火星后的生活状态,工作人员都需要进行哪些方面的试验和工作?

  赵金才:要模拟人类在火星上的生活状态,就必须根据实际情况来设定生活环境和条件。火星上是杳无人烟的,所以科学家们将火星研究站设在了沙漠;火星上空气并不适宜人类生存,所以工作人员外出时必须要穿着厚重的太空服;登陆火星后,人类的水、食物、氧气都是有限的,所以工作人员必须要适应有限配给的生活;火星距离地球遥远,通信缓慢,所以工作人员与外界的交流需要受到严格的限制……需要考虑的因素有许多方面,科学家们通过这样的试验来发现和攻克未来登陆火星可能会遇到的难题。总的来说,科学家们选择类似的环境来进行相关的试验,想要解决的是两大方面的问题:一方面是自然环境的适应性,如前面所提的火星的特殊环境给人类生存生活带来的困扰;另一方面是心理上的适应性,长时间、远距离的飞行和孤独乏味的生活环境都需要宇航员去适应。

  辽宁日报:除了模拟人类在登上火星后的生活状态外,火星沙漠研究站是否也会对登陆火星和火星表面探索研究等方面进行模拟试验?

  赵金才:要知道人类登陆火星是一个财力物力耗费巨大的工程,据了解,目前世界各国都没有人类登陆火星的具体计划,只有一些战略性的目标和长远的设想。而美国犹他州的火星沙漠研究站只是科学家们组建的一个研究基地,并不是某个国家的工程目标,所以并不会将登陆火星的其他相关实验都跟上。

  辽宁日报:在太阳系中,火星的环境与地球相近,但是差别也很大。科学家们将“火星沙漠研究站”选址于犹他州沙漠是因为这里与火星地貌类似吗?

  赵金才:火星研究站的选址要求是尽可能找到一处最接近火星环境的地区。根据人类目前火星探测所得的数据,我们发现火星直径相当于地球的一半,自转轴倾角、自转周期均与地球相近,公转一周约为地球公转时间的两倍,火星表面也是四季分明。不过,火星上的大气密度只有地球的1/100,空气干燥,沙尘悬浮其中,常有尘暴发生。比起地球,火星离太阳较远,温度较低,表面平均温度-55℃。此外,火星表面基本上是沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体。

  虽然这些环境条件中,有很多方面是地球环境无法实现的,但美国科学家们还是在位于距美国犹他州汉克斯维尔60多公里的沙漠中,找到了最酷似火星的地貌。犹他州沙漠位于美国西部的内陆地区,地处高原,平均海拔有1900多米,位置相当于我国的青海和新疆等地,这里昼夜温差较大,干旱缺水,空气流通剧烈,风沙较大,遍布岩石,且人烟罕至,巧合的是地表呈红色,与火星的橘红色外表类似。虽然这里比火星上更温暖,但也成为火星研究站的落脚点。

  模拟试验积累宝贵数据为将来登陆火星做准备

  辽宁日报:一般沙漠都符合温差大、干旱缺水、风沙大的条件,是否也可以成为火星研究站的候选地址?

  赵金才:一般的沙漠沙丘成堆,并不符合火星表面遍布岩石的情况,只有类似于戈壁等沙土板结的沙漠,才更适宜于火星研究站。

  辽宁日报:说到沙漠试验,我国的“玉兔”号月球车也曾经在沙漠中通过了各种测试。它选择的沙漠有哪些讲究?

  赵金才:“玉兔”号月球车计划登陆在月球上较为平坦的虹湾地区,而这里正是其他国家尚未勘察过的空白地区。尽管科学家们在实验室中尽可能去模拟真实的月球表面,但是既定的环境无法保证月球车在未知环境中的应变能力,所以外场试验是非常重要的。不过既然是要登月,那么试验地点就要尽量与月球表面的情况靠近,月球上昼夜温差较大,没有生命,土壤颗粒细小,且无风,那么科研人员必须在这些条件的制约下,寻找可能符合要求的试验地点。在我国西北库姆塔格沙漠与罗布泊交界处,气候异常干燥、寸草不生,昼夜温差较大,是科学家们遍寻中国,发现的最像月球的地方。

  辽宁日报:如今,人类已经实现了登陆月球,但对于登陆火星还是没有把握。不过科学家们对于火星的探索从来没有停止过,2011年的火星-500项目就模拟了一把登陆火星的过程。

  赵金才:火星-500项目是由俄罗斯组织、多国参与的国际大型试验项目,模拟了从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球的全过程。目的是为了探索人类模拟登陆火星过程中所能够耐受的一切,了解长期密闭环境下乘组人员健康状态及工作能力状况。火星-500项目共耗时520天,前250天模拟飞往火星、中间30天登陆火星、最后240天返回地球,志愿者进入模拟试验舱后,所有生活用品、人员将彻底与外界隔绝。我国志愿者王跃和来自其他国家的5名同伴参加了这次往返火星与地球的模拟试验。 2011年11月4日,6名志愿者结束长达520天的往返火星与地球模拟试验“返回地球”。

  辽宁日报:看来模拟试验也是一种科学探索的方法。这些模拟试验对于人类登陆火星的帮助有多大?

  赵金才:人类通过探测发现的火星环境和科学推断、分析得出的已知数据,对火星的表面环境进行模拟,设计一个火星家园,或者模拟去往火星的过程,可以通过这样的环境训练宇航员的适应能力,解决既有问题,假设未来登陆火星的条件成熟了,现在的模拟试验就会是宝贵的经验,模拟试验是一种科学的研究方法。

  登陆火星相比登陆月球距离和时间是最大障碍

  辽宁日报:近些年来,随着美国火星探测器的着陆成功,人类登陆火星的呼声也越来越高。在您看来,目前人类要登陆火星存在哪些障碍?

  赵金才:自上世纪60年代前苏联第一次发射火星探测器以来,火星探测已经有50多年的历史了。比起月球探测,火星探测的失败率明显更高。如今我国的月球探测已经达到100%的成功率,而历史上的成功率是50%,但是火星探测的失败率在60%以上,不过近几年登陆火星或者环火星的探测器都比较成功,如勇气号、机遇号都成功着陆火星。从技术上来讲,登陆火星的成功率会越来越高,这是毋庸置疑的。深空探测的第一步就是要离开地球,一旦进入太空,飞行所需的能量将大大减少,如今我国已经成功登陆月球,火星只是更遥远一些,耗时更多一些,但是技术是差不多的,即便有技术障碍,也是可以在短时间内攻克的。

  不过人类要登陆火星,目前来看困难还是很大的。可以这样讲:没有人的问题,再大的事都是小事,可以忍受和解决,一旦有人,再小的事都是大事,都难以克服和解决。火星距离地球最近都有5500万公里,最远则超过4亿公里,往返需要400多天,从火星上发个信号45分钟后地球才能接收到,这么远的距离,这么长的时间,这么长的延时,一旦发生一点小问题,都会是无法解决的大问题,风险太大了。要知道,在太空中宇航员的心理问题、食物问题、资源消耗问题、延时问题、设备问题,任何一个环节出现了小差错,都难以解决。我认为短期之内人类应该不会实现人类登陆火星。

  辽宁日报:人类要想登陆火星,需要在哪些方面努力?

  赵金才:为了确保宇航员的安全,在不断发展和改进航天技术的同时,登陆火星前必须要进行足够的模拟训练,从中掌握一些规律性的内容,加强心理承受能力和应急反应能力,这是非常有必要的。□本报记者/张晓丽

  专家档案

  赵金才 航天专家,上海市宇航学会副秘书长,南京航空航天大学兼职教授。

【编辑:宋宇晟】

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