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一個載人登陸火星的關鍵技術-空間站基火箭

作者:
安徽新天源建設咨詢有限公司
最后修訂:
2020-07-28 10:48:13

摘要:

在現有的登陸火星計劃中,500天往返登陸火星計劃是最常談論的,但500天計劃顯然不是一個最優的方案,之所以規劃500天,是因為整個計劃需要依賴飛船在地球引力場中的慣性,如果需要這種慣性,時間上的安排只能受地球年和火星年的限制。如果飛船有足夠的動力,就不需要按引力場慣性規劃,可大大縮短登陸火星的時間。

那么哪來足夠的動力?以往人類的思維都局限在地球上的多級火箭,因為地球有重力場,所以每增加一級火箭,在帶來動力的同時,也將自身的重量加到火箭的總重量中,一部分燃料浪費在克服地球引力上了,所以一般在地球上只使用三級火箭,而不使用三級以上的火箭。顯然要想一次從地球上獲得足夠動力的可能性很小,500天計劃在這樣的思想指導下是合理的。

 一個智慧火花是:盡快開展“太空可組裝多級火箭”技術的研究。

“太空可組裝多級火箭”的意思是,用在地球上預先制造好的“標準件”,不斷地送到太空空間站,等組件到齊后,在太空進行對接,裝配出“太空空間站基火箭”。因為太空是失重條件,在太空組裝的火箭就沒有了三級限制,可大大提高“太空空間站基火箭”的級數,獲得登陸火星的足夠動力。在這樣的技術方案下,100天登陸火星將不是夢想!

研發“空間站基火箭”可以充分體現我國的后發優勢,因為那樣可以在未來的太空探險中獲得足夠的動力,形成一條中國人自己的發展道路。另外應該考慮未來宇宙空間開發的長效機制,開展“月球載人空間站”和“火星載人空間站”技術的研究,在考慮這些新技術的條件下,登陸火星計劃可分三步走:(1)研發“太空可組裝多級火箭”和“火星載人空間站”,發射火星載人空間站,進行無人的火星載人空間站實驗;(2)將多枚“太空可組裝多級火箭”的所有組件運抵地球空間站,組裝好;再將載有宇航員的宇宙飛船運抵地球空間站,并和其中一枚太空火箭對接,完成登陸火星前的準備;(3)載人飛船啟航飛赴火星,另幾枚火箭同時跟隨載人飛船飛赴火星,這幾枚火箭與火星載人空間站匯合,在空間站重新組裝返回火箭。載人飛船直接登陸火星,完成任務后返回火星載人空間站,并乘在軌返回火箭返回地球。

這樣設計的最大好處是:雙保險,萬一載人飛船在任何一個環節出現問題,返回火箭可以作為應急手段,提高了整個登陸火星計劃的安全系數。

為了考慮將登陸月球和登陸火星從技術上銜接起來!甚至可在登月計劃中也嘗試這種方案,首先建立“月球空間站”,然后建立“月球空間站”和“地球空間站”之間人員往返的長效機制,從而形成登陸星球的一種模式,為將來登陸火星,登陸土衛六做準備。非常希望大家一起來完善中國人自己的最優登陸火星計劃。

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