太空探索的未來是紅色的

人類一直對太空著迷：廣闊的太空未被觸及，而且在過去遙不可及。我們曾經以為我們永遠不會踏上月球；這根本超出了我們的掌控範圍，登陸火星的想法本身就是荒謬的。

自 1959 年蘇聯首次接觸月球以及 8 年美國太空總署阿波羅 1968 號任務以來，人類對太空冒險的興趣與日俱增。我們已經將飛船送入太陽系深處，降落在曾經無法到達的行星上，並且我們觀察到了數十億光年之外的星際物體。

為了做到這一點，我們必須將我們的技術和體能發揮到極限。我們需要新的發明和新的舉措來讓人類保持在最前沿，不斷探索，不斷擴展我們對宇宙的認識。我們所認為的未來越來越接​​近現在。

下一個載人任務

2013 年 200,000 月，荷蘭組織「火星一號」尋找願意參加一項危險任務的申請人：前往紅色星球的單程旅行。志工人數超過XNUMX萬，不用說，他們為這趟旅程找到了足夠的參與者。

該探險隊將於 2018 年離開地球，約 500 天後抵達火星；任務的目標是到 2025 年建立一個殖民地。Mars Ones 的一些合作夥伴包括洛克希德馬丁公司、薩裡衛星技術有限公司、SpaceX 等。他們獲得了開發火星登陸器、數據鏈衛星的合同，並提供到達那裡並建立殖民地的方法。

需要幾枚火箭將有效載荷送入軌道，然後到達火星；這些有效載荷包括衛星、漫遊車、貨物，當然還有人。該計劃將使用 SpaceX 的獵鷹重型火箭來執行該任務。

火星運輸車將由兩個階段、一個著陸艙和一個運輸棲息地組成。這次任務考慮的著陸艙是 Dragon 太空艙的變體，同樣由 SpaceX 設計。著陸器將攜帶生命維持裝置，為居民產生能源、水和可呼吸的空氣。它還將容納食品、太陽能電池板、備件、其他各種部件、充氣居住單元和人員的供應單位。

將在太空人之前派出兩輛漫遊車。其中一輛將探索火星表面，尋找定居點、運輸大型硬體並協助組裝。第二輛漫遊車將攜帶一輛拖車，用於運輸著陸艙。為了對抗地表的極端溫度、稀薄、不透氣的大氣層和太陽輻射，定居者在地表行走時將穿著火星服。

NASA 也有計劃踏上這顆紅色星球，但他們的任務計劃在 2030 年左右。他們計劃派出代表 30 多個政府機構、行業、學術機構和其他組織的 XNUMX 人小組。

這項使命的可行性需要國際和私營產業的支持。火星協會執行董事 Chris Carberry 表示 Space.com：「為了使其可行且負擔得起，您需要可持續的預算。你需要一個一致的預算，你可以每年預測，並且不會在下一屆政府中取消」。

他們計劃在這次任務中使用的技術包括太空發射系統（SLS）和獵戶座深空乘員艙。在 2013 年 XNUMX 月的火星研討會上，美國太空總署、波音公司、軌道科學公司和其他公司就任務應完成的任務以及如何完成任務達成了協議。

這些協議包括到 2030 年人類探索火星在技術上是可行的，火星應該成為未來二十到三十年載人航天的主要焦點，並確定國際太空站（ISS）的使用，包括國際夥伴關係對於這些深空任務至關重要。

美國太空總署仍然認為，在出發前往這顆紅色星球之前，他們需要更多資訊；為了為此做好準備，他們將在 2020 年代派遣漫遊車執行先驅任務，然後再將人類送上地球。專家們不確定任務的持續時間，並將隨著 2030 年代發射日期的臨近而做出決定。

火星一號和美國太空總署並不是唯一關注火星的組織。其他人則想去火星，像是 Inspiration Mars、Elon Musk 和 Mars Direct。

靈感火星想要發射兩個人，最好是已婚夫婦。這對夫婦將於 2018 年 160 月的某個時候飛越火星，並計劃在同年 XNUMX 月近距離飛行 XNUMX 公里。

SpaceX 創辦人 Elon Musk 夢想將人類變成一個多星球物種。他計劃透過可重複使用的火箭前往火星，該火箭由液態氧和甲烷提供動力。該計劃首先將在這個星球上安置約 80,000 個人，最終將發展成為一個包含約 XNUMX 人的自給自足的定居點。馬斯克表示，可重複使用的火箭是整個任務的關鍵。

Mars Direct 最初由火星協會主席 Robert Zubrin 於 1990 世紀 XNUMX 年代創立，該組織表示，需要採取「離地生活」的方式來降低成本。他計劃透過從大氣中提取燃料材料來產生氧氣和燃料，利用土壤獲取水和建築資源：所有這些都來自核反應器。祖布林表示，隨著時間的推移，該定居點將實現自給自足。

美國太空總署的飛碟

29 年 2014 月 XNUMX 日，美國太空總署 (NASA) 在首次試飛中發射了新型低密度超音速減速器 (LDSD) 飛行器。這艘飛船是為不久的將來潛在的火星任務而設計的。它在地球高層大氣中進行了測試，以實驗飛行器及其超音速充氣氣動減速器 (SIAD) 和 LDSD 系統如何在火星環境中運作。

這艘碟形飛行器有兩對一次性推進器，用於旋轉它，以及飛行器中部下方的一個固態火箭來推動它。在試飛中，一個大型科學氣球將飛行器帶到了海拔120,000英尺。

當飛行器到達正確的高度時，推進器啟動使其旋轉，從而提高其穩定性。同時，飛行器下方的火箭加速了飛行器。當達到正確的加速度和高度（4 馬赫和 180,000 英尺）時，火箭熄火，指向相反方向的第二組推進器點火，使飛船停止旋轉。

此時，SIAD 系統已部署，飛行器周圍的充氣環膨脹，使飛行器直徑從 20 英尺增至 26 英尺，並將其減速至 2.5 馬赫（Kramer，2014）。據 NASA 工程師稱，SIAD 系統按預期部署，對太空船的干擾最小。下一步是部署超音速降落傘，用於減慢飛行器著陸速度。

要做到這一點 巴魯特 用於以每秒 200 英尺的速度展開降落傘。然後降落傘被切斷，降落傘從其儲存容器中釋放出來。降落傘一釋放就開始撕裂；事實證明，低大氣層環境無法承受降落傘，並將其撕裂。

LDSD 的首席研究員 Ian Clark 表示：「[他們]對降落傘膨脹的基本物理原理有了深入的了解。我們實際上正在重寫有關高速降落傘操作的書籍，而且我們比原計劃提前了一年」在新聞發布會上說道。

即使降落傘失敗，背後的工程師仍然認為這次測試是成功的，因為這讓他們有機會了解降落傘在這種環境下如何發揮作用，並為未來的測試做好更好的準備。

雷射的火星車

隨著好奇號火星探測器的不斷成功，美國太空總署已經制定了第二個火星探測器的計畫。這款漫遊車將主要基於好奇號的設計，但新漫遊車的主要焦點是探地雷達和雷射。

新的火星車的外觀和功能與好奇號非常相似。它有 6 個輪子，重 XNUMX 噸，將藉助火箭驅動的空中起重機著陸。兩者之間的主要區別在於，新的火星車將配備七種儀器，而好奇號則有十種。

新型火星車的桅杆將配備 MastCam-Z（一種具有變焦能力的立體相機）和 SuperCam（好奇號 ChemCam 的高級版本）。它將發射雷射從遠處確定岩石的化學成分。

火星車的手臂將配備 X 射線岩石化學行星儀器 (PIXL)；這是一款具有高解析度成像器的 X 射線螢光光譜儀。這使得科學家能夠對岩石材料進行詳細的研究。

除了 PIXL 之外，新的火星車還將配備有機物和化學品拉曼和發光掃描宜居環境（SHERLOC）。這是一款用於詳細研究岩石和可能檢測到的有機物的分光光度計。

火星車的主體將容納火星環境動力學分析儀（MEDA）（一種高科技氣象站）和火星地下探測雷達成像儀（RIMFAX）（探地雷達）。

火星氧氣ISRU——原位資源利用——實驗（MOXIE）將測試是否可以從富含二氧化碳的火星大氣中製造氧氣。最後一種儀器是取芯鑽，用於收集樣本；樣本將存放在流動站上或地面上的指定位置。

新的火星車將用於 2020 年代的火星任務，目的是識別最有可能獲得火星上過去生命證據的岩石。火星車將沿著好奇號登陸火星時所走的路線，檢查好奇號所建立的可能支持生命存在的地點。

新的火星車可以搜尋生物特徵，快取樣本，並有可能返回地球，並進一步推進美國太空總署將人類送上火星的目標。如果漫遊車無法自行返回地球，那麼太空人稍後可以領取樣本；密封後，樣本自採集後可保存長達二十年。