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早就宣布“殖民火星”的马斯克坐不住了,看到中国航天宣布将在2028年前后实施两次探索火星的任务,“天问三号”将从火星带回样品之后,他也宣布将在四年后载人探火,也就是都在2028年实施任务。问题是,到底可行吗?
中国深空探索计划包括了探月工程、探火工程、小行星探索等计划,目前,嫦娥五号、嫦娥六号早已经实现了探月采样返回,天问一号也成功登陆火星,而小行星探测计划也将实施。
有了前面100%的成功经验,前往距离地球5500万公里(最近时5500万公里,最远时4亿公里)的火星采样返回,确实有一定保障,但是却不是简单的模式复制。
“天问三号”和“嫦娥五号”、六号在结构上有相似之处,都由两个主要部分组成:“着上组合体”和“轨返组合体”。“着上组合体”负责在火星表面着陆,而“轨返组合体”则负责将火星样本带回地球。
“天问三号”的这两个部分是通过两枚不同的火箭分别发射的。“着上组合体”由于重量较大,所以使用了我国目前最强大的长征五号火箭进行发射。
而“轨返组合体”由于重量较轻,所以使用了长征三号乙火箭进行发射。两者最终的会合地点在火星轨道上,完成取样任务后交会对接,转移样品后,返回地球。
“着上组合体”由着陆器和上升器组成,着陆器又细分为两个部分,分别是巡航级和进入舱。“轨返组合体”主要包含轨道器和返回器,在火星轨道交会对接接收到了样品舱之后,脱离上升器,开始漫长的返回之旅。
发射和返回时间上,有两个选择,分别为“秋分着陆”和“春分着陆”方案,都有优缺点,最终决定者火箭的发射日期。整体来说,探索火星的窗口期大约每两年左右出现一次,如果要探索火星一切都要提前准备。
从目标上来看,“祝融号”是对对火星上乌托邦平原内的北方荒原组开展了原位探测,“天问三号”可以有三个选择:亚马孙平原,乌托邦平原和克里斯平原。
目前来看,克里斯平原是最佳选择。主要原因就是“天问三号”的观测对象与“祝融号”不同,更可能是指向泥火山的凹锥,潜在的泥流,河流的叶状边缘,以及可能出露沉积层露头的多边形地。
采样重量大约只有500克,但是却严重考验通信支持,自主控制,地面测控等综合支持能力,可以说“天问三号”任务的挑战是人类前所未有的。美国探索火星60年了,至今还没有实现采样返回。
虽然敲定了“火星采样返回”(MSR)任务,由美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)花70亿美元,分四步进入火星采样600克样品返回,但是按照惯例可能还是要推迟了,无法在2028年发射。
最主要的原因还是任务过于复杂,牵涉的技术和供应链十分庞大,在美国大幅度削减预算的情况下,部分计划已经出现超支情况了,并且有些部件的研发也超过了预期。也就是说,美国探索火星方面的技术虽然已经很成熟了,但是还面临着延期的挑战。
回到马斯克的问题上,马斯克已经不止一次说要去火星了,并且还是载人飞行。那么问题来了。马斯克的火箭准备好了吗?飞船和宇航员呢?四年的准备时间够吗?
显然,目前星舰火箭还在试验,虽然第三代发动机也已经推出了,上一次试射还取得了一定成功,但是距离真正服役还有很长一段时间的试验期。尤其涉及到这样距离的飞行,还需要马斯克继续努力。
目前,马斯克的龙飞船成功对接国际空间站,并且成为美国往返太空的重要运载工具,可是龙飞船还没有抵达过月球,想要进入火星,不仅需要新的飞船,还需要能够长时间维持宇航员生活的飞船,无论是资金还是技术,在4年内完成研发和验证都很紧张。
即便是一切都顺利。马斯克需要在2026年(下一个地火转移窗口)发射一艘星舰(无人),并且在2028年发射一艘星舰(载人),这期间还不包括载人返回方面的试验,还是很冒险。
可以说,马斯克说要“载人登火”,目前还是喊喊口号,从喊着要在“2018年登陆火星”,一直喊到了2033年了,每一年都在后面加一年,都成惯例了。
马斯克既没有详细的计划,也没有充足的预算,更没有完美的技术支持。笔者倒是不怀疑马斯克旗下Space X团队的创新能力,但是时间节点上根本不可能。
其实,马斯克逐渐担任美国航天的主要任务,尤其是近一段时间,NASA的其他承包商在实施任务时,都不同程度上遭遇了失败,不是把探测器摔在月球上,就是把宇航员滞留在太空中,Space X已经神一样存在了。可是真的要做到“言出必行”,其实还需要积累。
曾经,很多国家都说要登陆月球,近60年了,成功的没有几个。曾经,很多国家都说要在月球居住,只有6年时间了,中国就要在月球建立月球基地了,其他国家还在讨论计划可行性。
当中国航天准备在月球建立北斗导航系统的时候,那个喊着“要先与中国重返月球”的国家, 还在通过各种途径索要月球样品,租借中继卫星。
太空探索不是喊喊口号,也不是号称有多大创新能力,而是一步一个脚印,大胆创新、小心求证,不断积累实现的。马斯克固然是“神人”,但是也得遵循基本法则,否则就是一些空谈。
我国是目前最有希望实现无人登火采样的国家,NASA和马斯克的计划还有很多等待验证,如此而已。
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