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綜述:人類火星之旅10大難題

中安IT  2004-02-03 13:56

  人民網-人民日報海外版03日消息 隨著『勇氣』號探測器在火星的成功登陸,美國的航天計劃取得重大進展。而美國總統布什計劃在近日宣布一系列重大的航天計劃,包括再次進行載人登月,並在月球上建立一個永久性的太空基地,而載人登陸火星則被列為遠景計劃的一大目標。

 

  美國為什麼要耗費巨資在月球建立太空基地?為什麼不直接將宇航員送往火星?美國廣播公司(ABC)在12日的報道中援引科學家的分析說,目前人類的火星之旅還面臨著10大難題,如果不能解決這些難題,不僅火星探險計劃的成功系數將大打折扣,而且連宇航員的生命安全都將很難保證。

  那麼,人類的火星之旅面臨著哪些必須克服的難題呢?

  難題之一:抵達目的地

  根據美國國家航空和航天局制定的計劃,美國將利用核能推進設備將大量的物資和設備運送到月球,並在那裡建立太空基地,但是要將宇航員順利送到火星卻並不是一件輕松的事,而且科學家還要盡量縮短宇航員抵達火星的時間,同時避免他們在探險過程中遭受過度的輻射。

  難題之二:輻射問題

  無論是對於首批在月球長期居住的『太空居民』還是那些將前往火星探險的宇航員都將面臨著遭受過量輻射的問題。太陽『風暴』以及宇宙射線『風暴』常常會持續數日之久,如果宇航員在那個時候暴露在射線之下,身體就很容易受到損傷。

  為了解決這個問題,科學家們需要加強預報太陽風暴等太空天氣的能力,同時改進各種防護設備。一旦發出警告,宇航員可以躲進航空器的保護艙,或者在月球及火星的地下掩體中藏身。

  問題之三:呼吸的空氣

  無論是在月球的太空基地還是火星上,人類可以呼吸的空氣是必不可少的生存條件。保持空氣供應的重要方法之一就是建立一個能夠除去二氧化碳等廢氣的循環系統。

  此外,科學家們還在研究如何從月球以及火星上提取礦物質,利用這些礦物質來制造氧氣。

  問題之四:充足的食品

  在目前的太空短途旅行中,宇航員的食品都是航天器中攜帶的太空食品,但是如果要進行長途的火星之旅或者在月球基地上長期生活,宇航員就必須學會在太空中『生產』大部分所需食品,比如在溫室中種植蔬菜,利用實驗室的營養液來制造肉類產品。

  問題之五:廢物循環利用

  在太空旅行中,處理人體垃圾和其它廢棄物是一件非常棘手的事情,必須要使用相當先進的循環設備。目前在空間站的宇航員已經可以利用這些設備將自己的尿液和汗液加工成水。人體的固體排泄物則可以被加工成溫室中所需的化肥。

  問題之六:充足的飲用水

  太空旅行中充足的飲用水自然是必不可少。科學家們已經於1998年在月球兩極的永凍帶中發現了可以加工成水的原料,目前還在火星上探測是否有類似的資源。

  此外,航天器使用的燃料電池系統工作中產生的副產品之一就是水。盡管如此,飲用水對太空旅行還是一大挑戰,任何可以利用的水資源都不能被浪費,所以無論是宇航員的尿液還是其它液體在太空旅行中都是相當寶貴的原料。

  問題之七:保持實時聯系

  在地球上,我們可以借助各種通訊工具保持實時聯系,但是在太空旅行中保持這樣的聯系就變得非常困難。由於地球和火星之間漫長的距離,無線電信號在兩個星球之間傳輸至少需要20分鍾時間,這樣一旦出現緊急情況,宇航員將無法及時獲得地球控制中心的幫助,必須憑借自己的經驗和知識來解決這些問題。

  問題之八:在微重力下生活

  在太空站長期生活的宇航員都會出現肌肉松弛或者骨質變輕等現象,這是長期在微重力下生活的結果。對於那些需要在太空中生活更長時間的火星探險者來說,這一問題顯得更加嚴峻。

  目前科學家們正在想方設法改進各種太空鍛煉設備,保證宇航員的肌肉不會松弛,同時給人體的骨骼以足夠的壓力,使得骨質不會變輕。

  問題之九:溫度的急劇變化

  月球表面的溫度從華氏零下233度到212度,平均溫度是華氏零下7度;而火星表面的溫度從華氏零下170度到17度,平均溫度為零下76度。這些溫度的急劇變化顯然和地球的環境相差太遠。對於那些要在月球基地長期生活以及在火星探險的宇航員來說,向他們提供穩定的工作和生活環境至關重要。

  所以科學家們認為有必要將月球基地和火星的探測營地建在地下,同時利用加熱設備提供穩定的溫度。

  問題之十:能源需求

  未來的月球居民和火星探險人員對能源的需求是非常大的,如果確保太空旅行的能源也是一個不容忽視的問題。

  目前通常的解決辦法是利用太陽能電池板,但是其穩定性仍然令人擔懮。此外,科學家們還考慮使用核能裝置來長期提供穩定的能源。

  當然,科學家們最希望的是在月球和火星上能夠有『意外發現』,找到可以用來作為能源材料的礦物質,這樣就可以解決太空探險中的一大難題。

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