“太空拖船”建造难

20210520期来自:四川日报

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尽管美国太空探索技术公司老板埃隆 马斯克说,他要在2026年甚至2024年就将人类送上火星,但这并不十分现实。在MSR任务的技术发展之后,第一步很可能是“简单”地往返地球与火星的旅程——飞船及其所载船员飞越这颗红色星球。“简单”二字加上引号是必要的:如何将一艘能让四至六名宇航员生活18个月的足够大的飞船弹射到火星?

这艘巨大的“太空拖船”重量在300到500吨之间,因为太重,所以无法完整地被送入太空。因此,它必须像国际空间站以及未来的月球空间站“门户”一样,在太空中逐步组装起来。作为神迹般的“土星五号”——它创造了“阿波罗”任务的辉煌——的继承者,“太空发射系统”(SLS)被设计用来将100吨的重负送入低地轨道。SLS是NASA的一种新型重型运载火箭,预计将于今年底进行首次飞行。

因此,将需要三到五次SLS发射(每次发射的费用在10亿到20亿美元之间)来完成在离地面200或400公里的位置组装这个官方名称为“火星转运车”(MTV)的钢铁怪物。具体地说,MTV很可能由不少于一个核动力发动机驱动,在提供足够的推力方面比传统发动机更有效。

即使假设交通工具的问题已经解决,人类可能在未来10年内首次抵达另一颗星球附近的前景也带出了许多其他问题。

如何尽量减少六个人在一年半时间里生存所必需的“消耗品”(一个人每天消耗大约5公斤的水、氧气和食物)?宇航员将如何在心理上忍受如此长时间被关在一个封闭的地方(处于新冠疫情时期,我们都更清楚这个问题)?最重要的是,如何保护自身免受会导致癌症的太空辐射?

这些辐射有两个来源:太阳和银河系。要想免受太阳耀斑产生的放射性突然爆发,将可以利用一个24小时太阳观测系统来保护宇航员。一旦爆发,警报将命令他们躲到一个屏蔽隔间里,持续24到48小时,等待太阳喷射的微粒流过去。

至于想免受宇宙背景辐射这种笼罩整个太空的、微弱但永久的放射性噪音,由于无法为整个居住舱配备隔离墙板,各航天局只能违背适用于核工作者的规定,让宇航员们签署一份免责书。

接下来,在人类被派往火星表面之前,将是让宇航员在火星轨道停留500天,这是火星和地球的相对位置打开返回窗口所必需的时间。

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