人类何时登陆火星?专家称未来15-20年或有可能

2011-2-14 09:42 来源: 解放军报
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人类离真正登陆火星还有多远



  ――访“火星-500”试验中方项目负责人陈善广

  陈善广 中国航天员科研训练中心主任,中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师,我国载人航天领域航天医学工程学科带头人。

  2月14日,有中国志愿者王跃参加的人类首次全面模拟载人火星探测试验,进入了模拟登陆火星阶段。这再一次激起了人们对这颗红色星球的无限遐想。人类为何长期对探测火星情有独钟?人类何时能够真正登陆火星?近日,本报记者就读者关注的话题,专访了“火星-500”试验中方项目负责人陈善广。

  人类为何对火星“情有独钟”?

  ■ 对科技发展是巨大推动

  ■ 了解宇宙生命未解之谜

  记者:太阳系中有8颗行星,人类为什么长期对火星“矢志不渝、情有独钟”?

  陈善广:相比较而言,在太阳系的行星中,火星是自然条件最接近地球的行星:它的直径约为地球的一半;有稀薄的大气层;自转一周仅比地球多半个多小时;也有春夏秋冬四季之分。火星因此有一个别称――“袖珍地球”。火星独特的空间位置、气候和地质状况决定了它有可能成为科学研究基地和将来人类移民的彼岸。

  记者:具体来说,可以开展哪些科学研究?这些研究又有何价值?

  陈善广:其价值不可估量。人类探索外星球,绝不仅仅是为了满足好奇和幻想,而往往会推动科学技术的巨大发展。比如,上世纪以来美国科学技术一路领先,像无线通信、计算机等技术的突破,可以说相当程度上得益于登月计划这样宏伟的太空探索项目的成功实施。可以想象,人类登陆火星计划的实施,必然会给人类科学技术的新突破带来强刺激,最终给人类的发展带来福祉。

  同时,地球人对火星的探索,也是人类探索宇宙生命的一个重要里程碑。通过探索火星,可以使地球人以火星为镜子,探索地球的“前世今生”,进而更好地保护我们人类所居住的地球免遭毁灭。

  火星上的“第一个脚印”何其难也

  ■ 相形之下,登月变成“小儿科”

  ■ 面临“技术”和“人”的双重考验

  记者:一说到登陆火星,人们就会想到上世纪人类曾经的登月行动。和登陆月球相比,人类登陆火星将面临哪些困难和挑战?

  陈善广:火星探测比月球探测的难度要大很多。从距离上来讲就有“天壤之别”。目前来看,地月往返需要一两个星期,地球到火星往返却需要一两年的时间。无论是从飞行器及燃料储量还是航天员需要的食品、饮料、氧气等物资都显著增加,不仅需要大大提高火箭推力,还要发展成熟的再生式生命保障技术以至未来受控生态生保技术,才能综合解决这一问题。

  还有其他许多因素。比如火星引力比月球大出一倍多、火星因有稀薄大气可能存在恶劣气象条件等,都大大提高了航天器往返火星的难度系数。再有就是由于火星与地球相互位置关系比较复杂,选择发射窗口、飞行路径以及返回窗口也是一项十分复杂的工作。

  记者: 除了航天器方面的问题还有哪些挑战?

  陈善广:人的问题是最大的挑战之一。人类到目前为止,最长的太空飞行记录是438天,是由俄罗斯航天员波利亚科夫在空间站上创造的。而人类往返火星,不但超出了目前为止人类太空停留的极限,还要完成登陆火星等很多复杂的工作,这对航天员生理心理的挑战将是前所未有的。

  近地轨道飞行实验表明,长期飞行对人的心血管系统、骨骼肌肉系统都有很大影响。特别是肌肉萎缩和骨丢失高达20%以上。人类从离开地球、进入轨道、登陆火星表面,再到返回地球,要经历失重、超重、低重力等多种重力环境,饱受重力变化之苦。这些变化对人体的影响,目前还缺少研究。另外,长期辐射效应也很明显。人每一次进入宇宙空间都有辐射的危险,虽然有飞行器、航天服和药物进行防护,但毕竟有限。尤其是太阳质子事件难以预测,对仪器对人的危害都很大。心理问题更不可忽视,长期处于狭小密闭的舱内、远离地球家园带来的孤独感会很严重,还有乘组成员之间的文化、习性以及个性相容性等都是考验。

  医学保障也是个大问题。飞行途中航天员生病了怎么办?比如得了阑尾炎怎么办?所以这次“火星-500”试验,要求志愿者具有较高的自主性,因为地面支持非常有限。载人登月的通讯时滞是秒级水平,而火星飞行的通讯时滞达到20分钟,人或者仪器设备出现问题后,地面支持甚至无能为力,航天员要能够自主准确地处置。

  “火星-500”应运而生

  ■ 首次模拟载人往返火星

  ■ “人与环境”是试验重点

  记者:能不能给我们介绍一下“火星-500”试验的具体情况呢?

  陈善广:这个试验是由俄罗斯组织、多国参与的一个国际合作项目,重点是探索火星探测过程中“人与环境”的关系,为人类深空探索积累一些必要的技术准备和物质保障经验。具体来说,这个试验主要有4个目的:

  第一,对人的耐受能力试验。主要是研究模拟飞行环境对人的生理和心理健康及工作能力的影响。

  第二,探索人类在长时间太空飞行过程当中,能够用什么样的医疗手段有效监控、诊断人的健康,以及医疗救助和防护措施。

  第三,做初步自主运载能力试验。

  第四,考验通信方式改变时信息传输能力。

  人类何时踏上火星之旅

  ■ 尚需航天技术大的飞跃

  ■ 未来15-20年或有可能

  记者:“火星-500”试验毕竟不同于真正的登陆火星。您能否为我们预测一下,人类何时能够真正踏上火星之旅,我们真的有可能亲眼目睹人类登临火星的壮举吗?

  陈善广:我前面已经讲过,“火星-500”是重点旨在探索火星探测过程中“人与环境”关系的一次试验。在人类真正登陆火星之前,航天技术还需大的发展与跨越,还需要多次的、更加逼真的各类型或综合性的模拟试验。可以说,在人类探测火星的征程中,我们仅仅是“万里长征刚刚走了一步”。当然,在科学技术日新月异的今天,一切都是未知,一切皆有可能。只要我们遵循一步一个脚印的原则,我相信,在未来15-20年的时间内,人类是有可能成功登陆火星的。

  火星探测史

  ● 1960-2008年底,各国共计发射38次/39个火星探测器,任务成功率(包括部分成功)约为46%。由此,火星被航天界称为“航天器的墓地”。

  ● 世界上已发射的火星探测器,可以分为“飞越”、“轨道器”、“登陆器”和“漫游者”等类型。火星探测已经从无人探测进展到机器人探测阶段,跨出了“越”、“绕”、“落”三大步。1996年底,美国宇航局“火星全球探测器”、“火星探路者”和俄罗斯的“火星96”的发射,标志着国际上一个新的火星探测时代的开始。

  ● 至今人类还没有载人火星飞行的经历。目前,欧洲和美国公布的人类火星登陆计划都在2030年以后。而中国也加快了深空探索的步伐,计划在不久的将来发射首颗火星探测卫星“萤火一号”。