先说登录火星这件事:
登录火星有好几条轨道,最近几年似乎都走的近似“地球-火星霍曼转移轨道”(链接:霍曼轉移軌道),轨道图大概是下面这样的:
像好奇号这些都是飞的这条线路,这条路大概需要250多天。
另外,还有一条线路也可以飞过去,节省燃料但耗时巨大,使用行星引力加速的办法,具体的图找不到了,但据说是要飞一年以上。
如果按照好奇号的路线,250多天,并且航天器应该配置3个人的话,那么就要准备250×3天的食物,水的方面,可以最大限度的使用循环水,应该可以少带一些,但像洗澡洗脸这些还是要水的,250天不洗澡好像挺难接受的。
另外,还有回来的问题,假设需要回来,应该也需要200多天,比去要少一些,因为回来相当于内行星探测。
所以为了可靠起见,需要准备3个人500天的食物。即使未来火箭推力足够大,那么我觉得400天也是一个极限了。
往返的线路图大概是这样的:
成人每天摄入的食物大概是2kg左右,那么500*3*2=3000,也就是说大概3吨左右。
当然,以上是最稳妥的方案,如果要实际执行起来,还有很多方法:
首先,发射地可以选择在月球,不考虑成本问题的话,月球发射火箭,可以提供更大的有效载荷,因为月球引力比地球小的多。
其次,回程的食物可以先发射过去,甚至先发射一个货物轨道舱,绕火星飞行,这样可以少携带一半的物资。当然这是有风险的,比如轨道舱出了问题爆炸了,或者与轨道舱对接的时候发生问题,那么就要饿着肚子飞200天,我相信绝对会发生人吃人的情况的。
至于飞船自己制造食物的思路,或者循环利用,我觉得都不太可取,虽然阳光充足,但空间什么的都很有限,还要携带土壤、大量的水(虽然可以循环),产量是否足够也是问题,要知道在航天器那么狭小并且宝贵的空间里弄一套生态循环措施是非常麻烦的。
根据以上的分析,如果能做到在月球上发射(比如把土星五号这种大家伙弄上去)缩短旅行时间,再安排一个货物舱,减轻起飞载荷,那么我估计往返可能只需要300天甚至200天,食物的话,准备150天的就够了。
如果要待一辈子的话,也就是火星移民,肯定不能按照一辈子的食物来准备,必须适当的自给自足。
火星移民,首先需要的是温室大棚,火星有二氧化碳,但氧气较少,缺水,温度较低(夏天最高气温大概20度吧,很凉爽,冬季很冷),通过运输物资可以做到种植植物,甚至饲养一部分家禽家畜。
基于温室大棚建造一些附属的工厂、医疗设备、发电设备,这样才能保证人类长期在火星生存。
待续
— 完 —
本文作者:时国怀
【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
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