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美国登陆火星计划是谁提出的?

2021-07-31 05:18:30 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:82

美国的登月——登陆火星计划具体是怎样的?

2004年1月14日,美国总统布什在美国航空航天局(NASA)总部宣布了新的太空计划:在月球上建立永久性基地,并以月球为中继站登陆火星。而在同年9月,美国航空航天局局长格里芬亲自上阵印证布什总统的太空计划,揭开了美国将在2018年送4名宇航员再次登月的雄伟计划,并展望了建立月球基地的广阔前景。美国正在以太空探索前20年征程中的领军人物布朗提出的 “循序渐进”方式,从发射环绕地球卫星开始,一步一步地深入太空,再以月球为跳板进军火星。

按照美国的计划,登月实现以后,美国航空航天局将在2020年左右开始细化火星登陆计划。

人类登陆火星的计划与方案谁提出的?

火星是最富传奇色彩的一颗行星,也是多少年来人们思想上经常联想到地球以外可能具有生命的行星。火星上是否有过生命形态存在,科学家们争论了好多年。考虑到火星上有生命存在的可能性也有一些理由。火星上有稀薄的大气、少量的水,它的温度时常升到冰点以上。

为了拨开人们对火星认识上的迷雾,美国和前苏联都多次发射火星探测飞船,拍了很多照片,分析了大气,化验了火星土壤。可是迷雾层层,拨开一层又出一层,并没有足够的证据回答火星上到底有没有生命存在过。

火星具有太阳系内除地球外最少有害于生物生活的条件。有些预言已由“海盗”号探测飞船的探测所证实。轨道飞行器拍摄的照片,分辨率从100~1000米,照片上确有很多类似河床的外形,表示火星早期历史上有几次洪水。但也可作另一种解释,过去曾有巨大的冰川覆盖着火星大部分地区。冰川流过障碍物也能产生类似河床的外形特征。

但是,“海盗”号飞船的轨道飞行器和着陆舱进行过12次试验,每次都直接或间接与生命研究有关。在分子分析实验中,把火星土壤的两个标本加热到500摄氏度,烧掉了任何含碳的有机分子。然后对气化后的物质作化学分析,证明火星上存在任何由碳构成的生物是极不可能的。这个结果曾使很多人失望。前苏联的科学家对此也有不同看法,认为火星土壤取的是两个火星偶然点,而且试验方法不完善,要下结论否认火星上有生命存在的可能性为时过早。

人类对火星的探测,取得很多资料信息和成果,包括它的地形、地貌、土壤成分、大气构成和确实存在水等。然而火星上是否存在或存在过生命形态还处在迷雾之中,而这正是人们最关注的事情。它继续吸引着科学家并激起人们的幻想。如果人类能亲临火星登陆考察,可以直接解开火星是否有生命形态存在的奥秘,那时科学家之间有关此事的争论才会结束。

科学家估计到21世纪30年代可望实现航天员在火星登陆,这将把航天科学推上新的高度,是一个重大里程碑。这是一个多么美丽和光彩夺目的事业,正等待着青少年朋友们去创造。

美国和前苏联曾用深空探测飞船对火星表面实现了软着陆。按理下一步应是人类登陆火星考察,可是为什么至今不去登陆呢?

专家们认为,按照人类目前掌握的航天技术已完全可以飞往火星,现在不进行这种飞行的原因有两个:

首先,失重对人体的生理影响是主要障碍。由于引力减少,人体内的心血系统、肌肉组织和骨骼中化学成分都会受到影响。在地球上,人类的心脏习惯于克服重力把血液输送到全身各处,而在失重状态下,心脏不必费力地工作。同样道理,肌肉在太空工作时所付出的代价也大大低于地球上从事同样的劳动。另外一些研究表明,人在太空飞行时,组成骨骼的主要矿物质钙会逐渐减少。研究报告指出,在太空飞行1个月,人体骨骼中钙质要减少0.5%。飞行时间短,航天员上述生理障碍还比较容易克服,如在飞行中多吃些含钙的丰富食品,加大肌肉锻炼量等,回到地球后再辅以多种仪器和药物治疗,生理机能就可能逐渐恢复。然而,要在太空进行几年的长期飞行就困难了。航天医学界人士认为,到目前为止,还未找到很适当的途径来阻止或减少失重对人体的影响。当然,经过20多年的航天飞行经验积累,前苏联和美国,特别是前苏联,已经制定了在长期飞行中预防失重对人体生理影响的措施,取得了重大进展。航天员季托夫、马纳罗夫甚至已经创造了在太空一次漫游一年的纪录。但是,为了人能飞往火星,科学家还得作出更大努力来对付失重对人体的影响。

第二,人类飞往火星,往返一次需2~3年的时间。一个航天员在太空生活和工作,每天要消耗氧气、食物和水大约10千克。目前在近地轨道上的空间站,航天员的给养由航天供应线的进步号货运飞船定期输送。当人类飞向火星时,要飞出地球9000万千米,按照现在的补给供应线的供应周期,载人飞船在到达火星前的途中就需要补充给养若干次,而这是不可能的。因此,不再可能利用天地供应线的货运飞船输送补给。同样不大可能的是,航天乘员启程飞往火星时带足乘务组人员2~3年的给养。这里不仅要有氧气和水的循环再生使用系统以供应航天员氧气和水,而且需要成熟的生物生命支持系统来帮助解决飞行期间他们的食品供应问题。

上述两个问题获得解决后,人类飞往火星的时机就成熟了。科学家们相信再经过二三十年科学摸索,人类将会解决这些问题。由此看来,21世纪人类有可能成为火星的外星人。

除了航天技术的发展外,在空间生命科学、航天医学,特别是在对抗失重对人体生理影响方面都取得了卓越成绩,这些都是为了飞往火星这一目标做准备。不仅如此,前苏联科学家已经制定出人飞往火星的三阶段研究计划。前苏联解体后,俄罗斯可能会继承这个计划并付诸实施,但在进度上有作出某些修改的可能。

第一阶段(1991~1996年):试验登上火星表面的技术,试验获取火星土壤样品的方法和装置,获取火星土壤化学成分的全球数据和火星表面详细图片、温度和湿度分布、沉积构造厚度、岩床和冰晶层的深度,进行火星磁场和重力调查。为科学选择未来人飞往火星登点和保证安全获得全部所需要的信息。

为完成上述任务,要发射一个火星轨道器,它装备有大量的光学设备、光谱仪、质谱仪、雷达和等离子设备及仪器。

在所选的火星表面位置,下降舱带着小型火星面车从卫星中分离出来,下降时又从中分离出一个气球,同时释放出着陆器。气球将在火星大气中离火星表面高度2~6千米飞行约6~10天(晚上它着陆火星表面),飞行路线将长达HlQKqq几千千米。火星面车装备土壤取样装置、土壤分析仪以及电视摄像机。电视摄像机摄取全景图并用于检查采集火星岩样以提供最佳火星位置的信息是否正确。

第二阶段(1996~2005年):火星岩样返回地球,以便对它们进行详细的地质化学和生物学分析。

为此,同时向火星发射轨道器和下降装置。下降装置带有大型火星面车,它对火星土壤样品初步分析后,将样品藏在容器内,后又自动传送到起飞舱,起飞舱起飞并进入火星轨道,然后和轨道站宇宙飞船对接,容器被送入大气层后由火箭带回地球。火星面车服务寿命达5年,它拥有电视综合体,日夏养花网能用不同方法取样,也就是钻至火星表面以下若干米深,从大量岩片中获取样品,用返回振动着陆器采样。

第三阶段(2005~2015年):现在,人飞往火星最可接受的方案,是带有能使航天乘员组直接动态再入大气层的轨道着陆方案。飞行复合体包括一个火星轨道飞船,为4~6名乘务员提供生活和工作条件18~24个月;一个登陆飞船,输送2~3名航天乘员和设备到火星,能为他们提供生活和工作条件1个月;一个再入舱,它具有第二宇宙速度,能从低轨道再入地球大气层,能保证全部星际和轨道的动态运行所必需的电源和推进系统。

美国前总统布什在1989年7月20日举行的“阿波罗”飞船登月20周年纪念大会上宣布,要把月球作为人类飞往火星的基地,在21世纪把人送上火星。因此,美国也有一个人登上火星的三阶段计划。

第一阶段:1992年9月16日~10月6日期间,用“大力神3”号运载火箭发射名为“观察者”的火星飞行器,它以每天13圈的运行速度在火星—太阳同步轨道上运行,带有8种仪器设备,确定火星地形、火星引力场、表面元素和矿物特征、磁场以及大气环流结构;绘制火星的四季气候图,为未来载人和不载人飞行选择着陆区。

第二阶段:要解决火星上是否存在危害人类的有毒物质和敌对生物的问题,确定何处是人类安全着陆地方。计划从2001年起发射名为“漫游者”的火星机器人取样返回飞行器。在2001~2011年期间,要发射几批机器人,每批1~2个。

第三阶段:发射载人飞船到火星登陆,有几种实施方案,其中之一,2002年在月球上建立永久性居住基地作为前哨基地。2015年发射载5名航天员的宇宙飞船到火星,在那里停留30天。2018年再发射一次载人飞船,在火星工作更长时间。

在人类实现HlQKqq载人宇宙飞船登陆火星的目标中,美、俄两国的具体实施计划各有特色,在互相竞争的同时,必定会进行一些合作。既竞争又合作,是双方的需要。不仅如此,日本和欧盟凭借经济实力也一定会在某种程度上参与登陆火星的国际合作。

根据美、俄两国计划,人类登上火星之前还有一段时间。在这段不算短的时间里,科学家们估计,运载技术还会有突破性的进步,这将非常有利于登陆火星计划的顺利实施。

科学家们说,未来的星际火星航行载人复合体的电源和推进系统的类型及其技术特性,将决定整个登陆火星计划的费用以及所需复合体的总重量。这里有日夏养花网几种不同的可能选择。虽然液体推进火箭发动机在美、俄两国的空间技术活动中已经得到最充分的试验,但使用它们会使在地球轨道上的载人复合体具有太大的总质量,可能达2000吨,同时还遗留下严重的科学技术问题,包括发射和空间装配以及要在起始轨道长期储存低温燃料。

发展核能推进系统将有可能大量减少在起始轨道载人火星飞行复合体的总质量。用核推进系统,复合体重量约1000吨,同时火箭速度会得到极大提高。1992年1月13日开幕的国际太空核能会议上,俄罗斯科学家说,他们研究核动力推进系统火箭已有几十年历史HlQKqq,取得了重大进展,可望将人类未来飞往火星的星际旅行时间缩短一半。目前已经进行了这种火箭的地面点火试验。同一天,美国政府也公布了为实现载人宇宙飞船火星探测飞行而研制的核动力太空火箭的一些情况,人类飞往火星所需来回星际旅行时间,在用液态氢的情况下大约需500天,如采用核动力火箭,则可以缩短到300天左右。

发展核电推进系统,在起始轨道火星复合体总质量只有500吨,因此,发展核电推进系统是最可取的,而且其未来应用能显著地简化星际运输系统的开发,以帮助扩大在空间活动的范围。

太空核电源在人类未来飞向火星的过程中,可能也会扮演重要角色。1987年前苏联发射的两颗“宇宙”号卫星上试验了一种新型太空核反应堆。这种反应堆采用热离子技术,以铀作燃料,重约5~10吨,可产生10千瓦电力。其中一个在轨道上工作了3年半,另一个工作了1年,结束使用后被推入更高的安全轨道。

知识点

航天器软着陆

软着陆是指人造卫星、宇宙飞船等航天器在降落过程中,逐渐减低降落速度,使得航天器在接触地球或其他星球表面瞬时的垂直速度降低到很小,最后不受损坏地降落到地面或其他星体表面上,从而实现安全着陆的技术。例如,通过推进器进行反向推进,或者改变轨道利用大气层逐步减速,或者利用降落伞降低速度。一般来说,每种航天器都是通过多种减速方式共同作用进行减速,达到软着陆的目的。

相对于软着陆,物理上的硬着陆一般是指航天器未减速(或未减速到人员或设备允许值),而以较大速度直接返回地球或击中行星和月球,这是毁坏性的着陆。

最早的登陆火星计划是多久提出来的?

前苏联早在20世纪60年代就制定了一系列飞向火星的计划,而且还设计了各种飞往火星的飞船,但最后却都因火箭发射失败而终止了。俄罗斯在20世纪90年代中期也制定过载人火星飞船计划。他们在“和平号”空间站上训练宇航员,以掌握在太空长期生存必需的技术,因为飞往火星来回至少要一年半时间。俄罗斯还打算在“和平号”上装配飞往火星的飞船,以减少从地面发射所需的动力,并和美国联合研究飞往火星的计划。

登陆火星计划是什么?

最早的登陆火星计划诞生于苏联:前苏联早在20世纪60年代就制订了一系列飞向火星的计划,而且还设计了各种飞往火星的飞船,但最后却都因火箭发射失败而终止了。俄罗斯在20世纪90年代中期也制订过载人火星飞船计划。他们在“和平号”空间站上训练宇航员,以掌握在太空长期生存必需的技术(飞往火星来回至少要一年半时间)。此外,俄罗斯还打算在“和平号”上装配飞往火星的飞船,以减少从地面发射所需的动力,并和美国联合研究飞往火星的计划。

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