人类登火星面临四大难关

21世纪人类航天最重要、最复杂的项目就是载人登火星。俄火星探测器“火卫一”出现故障后，俄弹道学家称，“火卫一”在大气层中没有被烧尽的发动机碎片将于12月初坠落到地球上一个“暂时还没人知道的角落”。幸运的是，欧洲宇航局23日证实收到了俄火星探测器发出的信号，总算为这次火星探险带来了一些好消息。虽然人类的火星探险之路困难重重，但大国还是坚持要啃下这块“硬骨头”，美国就宣布在11月26日发射“好奇号”火星探测器。如果一切顺利，人类有可能在二三十年后将足迹留在火星这颗萦绕着神秘光环的红色星球上。

飞行时间长是问题根源

和向火星发射探测器相比，载人登火星难度更大。概括起来，主要有四大难关：

首先是飞行动力问题。载人火星飞船的重量必然大于45吨的“阿波罗”载人登月飞船，所以首先需要有比“土星5号”火箭推力还大的运载火箭。另外，来往火星至少要520天，还需要为火星飞船长途航行提供可靠动力。

其次是人身保护和空气、饮食供应问题。航天员在来往火星的过程中，会受到太阳风暴和宇宙辐射的影响，同时还需保证航天员氧气、饮水和食品供应。

第三是人体适应新环境问题。航天员长期处于微重力和低重力状态，会出现肌肉松弛或骨质变轻等太空综合症。

第四是着陆火星和实时联系问题。由于距离遥远，无线电信号单程传输需要20分钟左右，因此航天员无法获得地球控制中心的及时帮助。

核心技术尚未突破

虽然载人登火星有一定困难，但是科学界还在不断探索解决办法。针对长期失重引起的航天员肌肉萎缩等太空综合症，目前主要的应对措施是加强航天员的体育锻炼。不过，在太空中进行锻炼的效果并不太好。克服失重不利影响的最好方式，就是用人工的办法产生重力。由于技术难度大，目前还无法实现。

在载人火星飞船飞行途中，对宇宙辐射的防护可采用为飞船设置被动屏蔽或主动屏蔽的方式。前者也被称为“物理屏蔽”，利用火星飞船的舱壁作为屏蔽材料，其最大缺点是质量太大。后者是利用人工技术在火星飞船四周产生人工强磁场，使射向火星飞船的辐射粒子偏离，但其缺点是技术复杂、极难实现。

其实，解决上述问题最有效的办法是缩短载人火星飞船抵达火星的时间。美国曾计划研制名为“普罗米修斯”的核动力载人火星飞船，它的飞行速度为8.7万公里/小时，是目前载人飞船速度的3倍，用2个月的时间就能到达火星。不过这种飞船存在巨大安全隐患，在核动力火星飞船内航天员受到的辐射量相当于每天做8次X光胸透，目前还难以付诸实践。

此外，美籍华裔航天员张福林，正带领团队潜心研究一种新型火箭“全功率可变比冲磁等离子体火箭”。如果成功，用它飞往火星仅需39天。但该技术何时问世，现在还不得而知。

人类火星梦为何挥之不去

虽然火星探险一路坎坷，但人类还是不愿割舍对火星的好奇心。科学家通过长期的天文观测和空间探测已经确定，火星是与地球最为相似、且距离地球较近的行星之一。大量迹象表明，火星以前很可能与目前的地球一样，只是经过几十亿年的演化才变成今天大气层稀薄、温度较低、水源枯竭的样子；而另一颗离地球很近的行星金星，正好与之相反。所以，不少天文学家据此推断，火星是地球的未来，而金星是地球的过去。因此，载人探测火星可对研究地球的演变、防止地球变成人类难以生存的星球做准备。

此外，载人探火星可能解决地球上存在的一些难以解决的问题。例如，到2050年，全球人口总数将从现在的68亿增长到90多亿，有些科学家已经开始研究向外空移民的方案。由于火星与地球最为相似，很多科学家认为可先把火星改造成适合人类居住的第二个家园，在地球人口超过110亿时向火星移民。这不是天方夜谭，因为类似载人登月等许多过去可望而不可即的神话和幻想，如今有不少都变成了现实。

30年后或实现载人登火星

载人登火星不是一个遥不可及的梦想，一些航天大国很早就开始考虑相关问题，尤其是美国，先后出台过4个比较有影响的载人登火星方案。虽然方案都未能实施，但美国并没有停止探索步伐。据美联社25日报道，美国第四个火星探测器将于26日发射。根据奥巴马政府去年公布的新太空战略，美国将以火星为太空探索的新目的地。美国和俄罗斯都已计划在2035年以后实施载人登火星计划，中国科学家则建议中国在2050年进行载人登火星实验。

美联社评论称，尽管世界大国都在研究人类飞往火星的可行性，但飞船设计还停留在初级阶段。从目前科技水平来看，载人登火星面临的难题慢慢可以解决，但关键是需要投入大量资金和集中众多专家的智慧来攻关。鉴于此，有科学家预言，人类最起码还需要30年，才能实现登上火星的梦想。

环球时报 庞征 纪双城