我国或先于美国实现火星无人采样返回!但短期内移民火星不现实
1964年,美国就向火星发射了探测器,但直到30多年后的1997年才成功在火星表面实现火星车软着陆,2004年才成功在火星软着陆重达180公斤的机遇号。
我国呢?本想借助俄罗斯的力量搭顺风车发射萤火一号火星探测器,却因俄罗斯火箭故障失败了。2020年,我国直接单干,而且是只发射天问一号一个探测器就一步到位实现绕、落、巡!本来绕、落、巡三个步骤都很难,我国一起做等同于难度提升至少3倍!
天问一号火星探测器
前苏联俄罗斯先后开展20次火星探测任务,却只有在1971年发射的火星3号成功实现软着陆,然而仅仅20秒以后就和前苏联的地球控制中心失去联系。即便勉强算成功了,火星3号也只是实现绕落这个目标,本身并没有携带火星车,无法实现巡这个目标。后续前苏联俄罗斯开展的火星探测任务再也没有更进一步,不得不说十分悲哀。从中我们也就不难理解实现绕落巡难度有多大!那么天问一号火星探测器任务取得圆满成功有什么重大意义呢?(今日头条细说科技出品,侵权必究)
简单说就是,一步就赶上美国40多年才完成的火星探测目标。这意味着我们的投入产出比堪称史无前例!
业界专家估计,天问一号探测器造价约24亿元(3。7亿美元),相比之下,2004年美国发射的勇气号探测器造价就高达4亿美元,按照现在的美元测算大约相当于7。5亿美元!而同样是2020年发射的美国毅力号火星探测器造价更是高达27亿美元!
目前天问一号完成的探测目标略超2004年美国勇气号火星探测器完成的探测目标。1964年至2004年40年间,美国总计向火星发射了17个探测器。假设单个火星探测器按照现有美元计算造价约6亿美元,那么这40年间美国仅研制火星探测器花费就超过100亿美元,还不包括运载火箭本身的造价。
截止2018年5月,各国向火星发射的探测器数据统计
对比发现,我国的天问一号探测器仅耗费美国40年火星探测的几十分之一成本,就赶超它40年来的完成的目标!这令国人无比自豪的同时,也令不少外国人羡慕嫉妒恨!
懂英文的可以去外网看看,美国网民各种嫉妒,有不少人居然说我们从美国宇航局偷了很多技术。日本很多网民也是一片质疑声。这也说明我们这次取得的成果含金量非常高!在此要给中国航天全体成员点赞,如果不是他们的精心规划,我国也不可能以这么小的代价取得如此辉煌的成果!
这次任务的成功也为我国下一步火星表面无人采样返回奠定了坚实基础。那么接下来中、美两国谁会率先完成火星表面无人采样返回探测目标呢?
毫无疑问,火星表面无人采样返回技术难度非常大!由于距离非常遥远,而且火星也有大气层,火星引力也比月球大2。28倍左右,从火星表面无依托发射难度不仅远比从月球无依托发射更大,还需要有整流罩防护。
采样后如何转移至小火箭头部并封装发射,难度也很大。这对于中、美两国,乃至全世界所有发达国家来说都是难度非常大的技术!客观来讲,中、美两国都没有很大把握成功实现火星表面无人采样返回。然而,仔细分析对比却发现,我国现在掌握的火星表面无人采样返回关键技术竟然比美国更多!
先来看看火星表面无人采样技术需要什么关键技术:1、大运力运载火箭技术。2、深空探测技术。3、火星表面软着陆技术。4、星球表面无人采样技术。5、星球表面无依托发射技术。6、轨道对接技术。
嫦娥五号月球无人采样返回成功证明我们已经攻克第1大项、第4大项、第5大项、第6大项共计4大项技术。
嫦娥五号月球无人采样返回全过程示意图
天问一号火星探测器任务取得圆满成功则证明我们已经攻克第2大项和第3大项技术。
发现没有?我们竟然已经攻克了火星表面无人采样返回的所有关键技术!
那么美国攻克了哪些关键技术呢?
1、大运力运载火箭技术。2、深空探测技术。3、火星表面软着陆技术。4、轨道对接技术。
对比发现,至今美国都还没尝试过星球表面无人采样返回!当年美国登月也只是有人登月,全过程都是有人操控。然而火星距离那么远,火星表面有大气,软着陆难度也远比在月球表面更大,几乎不可能采用人工操控。
没有经过实际验证的技术就无法证明攻克了这项技术,因为实际和技术方案很可能会有出入!只有实际尝试成功才能验证技术方案的可行性。
因此,虽然美国在火星软着陆方面经验更加丰富,但在无人采样返回技术方面,我国却是领先美国的。
此外,我国还有2点美国没有的优势:1、航天队伍很年轻,后劲足。2、产业链十分完善,探测器制造、研发成本更低。
目前美国宇航局研制队伍老龄化比较严重,而美国本土又出现制造业空心化问题。很多产业都已经转移出去,很多产业缺少技术工人,造成很多零部件都只能从其他国家采购,采购费用和采购周期都更长。长此以往,我国将在航天队伍战斗力和探测器制造成本方面占据更大优势,这会导致美国在探索成本堪称天价的太空事业方面逐渐落后于我国!
我国火星表面无人采样返回计划
目前媒体报道称,我国计划2029年发射火星探测器实施火星表面无人采样返回任务,预计通过发射一发长征3B火箭和一发长征5号火箭就能实现,美国则计划在2030年以后实现。短期内移民火星有没有可能实现呢?
虽然火星表面无人采样返回在不远的将来是很有可能实现的,但是载人登入火星却难度非常大,马斯克吹嘘的火星移民更是异想天开!
这么说很多人可能不服,那就让数据来说话!
1、所需的硬件。
以1000公斤(1吨)载荷重返地球大气层为例。载人登入月球并重返大气层需要24吨的近地轨道入轨载荷,需要起飞重量约870吨的长征五号才能做到。载人登入火星并重返大气层则需要1312吨左右的近地轨道入轨载荷,以长征五号技术水平的火箭计算,也需要起飞重量约47560吨的超级巨无霸火箭才能做到。如果想要在火星建立人可以生存的温室基地,那么这个数字就更大了!
1吨载荷重返地球大气层所需的发射入轨重量对比
即便是将上述表格中的第2至第4步骤用电推火箭发动机取代化学燃料火箭发动机,平均比冲提升10倍,也需要起飞重量4756吨的重型火箭才能做到!
2、所需的花费。
目前自重仅1吨左右的美国毅力号火星车,其探测器本身造价就高达27亿美元,如果着陆重量提升3。7倍,造价就将高达100亿,这还是保守估计,为了维持人的生存,载人登入火星的着陆器需要配备更加昂贵的生存支持设备,造价突破150亿美元也说不定!
除了这两大项巨大代价,载人登入火星全过程的复杂度也堪称史无前例,中间只要出现一个小故障,都可能导致任务失败!难度有多大可想而知!如果是建立人类能够繁衍生息的火星基地,那么难度就更大了!
别说是马斯克了,就是集全人类的力量都未必能够做到!由此可见,马斯克说的移民火星那就是瞎说!以目前人类的技术水平来看,50年后实现这个目标都算非常快的了!
对此,你怎么看呢?欢迎共同探讨。
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