核聚变决定人类载人登录火星计划成败
2014-12-07 17:52:05 来源：冷聚变世界原创评论：0 点击：

登录神秘的火星一直是人类深空探索的内在动力，本文从运载工具及未来火星殖民的角度出发，简单阐述了核聚变发动机对于人类能否成功登录火星的重要性。（本文属冷聚变世界原创，转载请注明出处）

火星飞船

登录火星的必要性

1月5日，美国东部时间7点5分，美国新一代载人宇宙飞船猎户座(Orion)发射升空，并在环绕地球两圈后成功坠入预定海域。美国航空航天局NASA在其网站上写道，“‘猎户座’开始了太空探索的新时代！”相关人士表示，太空探索的新时代指的是美国未来火星计划，在公布新的火星计划之前，美国布什政府曾经在2004年提出重返月球的星座计划，后因耗资巨大而引发争议。争议的焦点主要是花费大量资金重返月球的意义，大部分的美国人认为，美国已经在60年代登录了月球，重返月球并不能为美国在航天领域发展带来任何好处。奥巴马政府将美国未来的太空探索计划锁定在登录小行星和火星，正式开启了人类深空探索的序幕。

NASA猎户座飞船

无独有偶，美国亿万富豪埃隆-穆斯克已经宣布，他的太空探索技术公司(SpaceX)正在一步步“逼近”2020年在火星上建立一个聚居地的目标，并希望以每人50万美元的价格出售旅游船票。该公司于今年4月曾经成功进行了火箭试验并开发出了客运龙二代飞船。穆斯克以前曾说过，他创建太空探索技术公司的唯一原因就是开发可以把人类送上火星的火箭技术。他希望帮助建立一个可以容纳多达8万人的火星居留地。很多人并没有将穆斯克的这种吹牛行为当回事，但笔者认为他是认真的，能够进行太空探索是很多人儿时的梦想，大部分只是做做梦而已，而他将是唯一能将此变成现实人。

太空探索公司龙载人飞船

为什么美国NASA和穆斯克都将目标瞄准了登录火星？我们都知道，火星是离我们最近且和地球最为相似的一个行星，随着凤凰号和好奇号成功登录火星，人类对这颗遥远的星球的了解也越来越清晰。好奇号在火星发现了很多不为人知的秘密，首先火星并不像我们想象的那么寒冷，很有可能蕴藏有大量的地下水。根据科学家们的推测，火星在几亿年前和地球一样潮湿温暖，非常适合人类的生存。探索火星将会给人类解开这些所有的谜团，通过改造火星，火星有可能称为人类在茫茫宇宙的第一个太空殖民地。

运载工具的选择

如何才能将人类送上火星呢？新一代猎户座飞船将会在未来扮演主要角色，与此同时，美国开发的新一代大型火箭系统SLS Space Launch System 将有能力将大型载荷直接送入火星轨道。而穆斯克太空探索公司SPACE X 也正在开发猎鹰重型火箭（Facon Heavy)和龙2号载人宇宙飞船。猎户座载人宇宙飞船可以最多搭载6名宇航员，而龙2号载人飞船可以搭载7名宇航员。SLS系列中最大型火箭起飞时总推力可达880万磅（约合4000吨），可将130吨（LEO)有效载荷送入近地轨道的型号，这将超过“土星5号”创造的120吨近地轨道运载能力的纪录，成为世界上最大的运载火箭。而穆斯克的重型猎鹰火箭运载能力是美国退役航天飞机的2倍，它装备27台梅林改进型发动机总推力为1734吨，起飞质量1400吨，200公里LEO轨道运输能力53吨。尽管猎鹰重型运载火箭在最大载荷方面小于NASA的SLS火箭，但是猎鹰重型的发射成本预计只有1一亿美元一次，相比SLS火箭大大降低，这为猎鹰重型火箭在未来的深空探索中的商业化运作奠定了良好的基础。

电推推进和核动力火箭

有了计划和运载工具，是否意味着我们能够顺利的登录火星呢？大型火箭将飞船送入火星轨道要大约7个月的时间，来回需要500天左右，因此我们有了模拟火星登录的火星五百天实验。人类在这五百天里，在失重状态下不仅要面对孤独寂寞，还要忍受太空辐射的影响，这些都会影响人类登录火星的进程。有科学家提出使用核动力火箭不断将飞船加速然后减速进入火星轨道，这样到火星的单程时间可以缩短到1个月左右。美国在上世纪就有开发核动力火箭的计划，后来被迫放弃，核动力火箭开发难度巨大，而且存在核污染的可能性。美国退役宇航员张福林的艾德-阿斯特拉火箭公司推出了一种等离子体喷射火箭发动机VASIMR，这种发动机和传统化学火箭相比，具有比冲大，体积小等优点，其最新型的200千瓦VF-200火箭发动机将会装备国际空间站。使用VASIMR火箭发动机可以将飞船加速到每秒55公里，有望实现两个月之内从地球抵达火星。VASIMR火箭发动机需要电能来推动，普通太阳能电池板的效率不够高，如果想往外围的深空继续进发，或者运送更大的载重，就必须获得更大的电能，至少应该达到以兆瓦计算的规模，唯一的选择就是使用核电系统。核裂变反应堆体积大，笨重而且存在核污染的可能性，因此这种方案可能被NASA否定。

MSNW公司聚变动力太空船模拟图

核聚变火箭发动机

那么我们可以采用什么方法呢，答案就是核聚变发动机。美国MSNW公司的聚变发动机给我们带来了一丝希望，根据MSNW公司提供的信息看，他们已经完成了聚变发动机原型机的研发，最快将会在2019年推出商业化的机型。这离美国计划的2030年载人登陆火星还要早十年。如果美国能够在2020年左右开始测试聚变发动机，将其成功装配到大型火星飞船上，实现2030年载人登录火星基本不存在技术问题。根据美国早期的火星殖民计划，SLS火箭将核动力飞船分两批发射到地球地轨道实现空中对接组装，宇航员乘坐猎户座飞船进入太空和货运飞船对接一起踏上火星旅途。

冷核聚变火箭发动机

除了MSNW公司的核聚变发动机外，美国也在考虑开发冷核聚变发动机，根据NASA官方提供的信息，他们正在使用冷核聚变技术开发冷核聚变引擎，将冷核聚变产生的热量采用布雷顿循环的方式开发出的发动机具有普通化石燃料所不具备的优点。另外黑光能源最近开发出了SunCell, SunCell 产生高脉冲的等离子体，这些高能等离子体将可以让我们开发出超高比冲的火箭动力，使星际旅行称为可能。

火星殖民与核聚变

美国一项最新研究显示，人类在火星上或仅能存活68天。麻省理工学院一个5人小组利用荷兰“火星一号”太空发射公司的数据，分析人类移民火星所需的氧气、食物和技术的数学公式，完成一份35页报告，认为鉴于火星上的条件和现有人类技术的限制，移民火星计划至少目前不可能。假设一下，如果我们实现了成功开发了核聚变发动机或者说成功的的掌握了冷核聚变技术，在火星上存在水的前提下，人类完全可以在火星上安家落户。所以人类在未来是否能够成功掌握核聚变技术决定着火星殖民计划的成败。

冷聚变世界
2014年12月7日

相关热词搜索：核聚变，登录火星，火星殖民

上一篇：第一页
下一篇：美航空航天局计划开展核动力火箭飞行试验

分享到：

核聚变决定人类载人登录火星计划成败
2014-12-07 17:52:05 来源：冷聚变世界原创评论：0 点击：

评论排行

频道总排行

频道本月排行

核聚变决定人类载人登录火星计划成败 2014-12-07 17:52:05 来源：冷聚变世界原创 评论：0 点击：

评论排行

频道总排行

频道本月排行

核聚变决定人类载人登录火星计划成败
2014-12-07 17:52:05 来源：冷聚变世界原创评论：0 点击：