人類太空殖民時間表:本世紀30年代人類登陸火星

所屬類別: 科技 | 作者: | 來源: 新浪科技 |  2017-11-02 17:06:59 
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據國外媒體報道,長期以來人類渴望探索浩瀚的宇宙空間,現在我們做好準備發送宇航員進入宇宙。事實上,一些國家航天機構和商業太空公司開始為“太空競賽2.0”做準備——這是一個非常昂貴的競爭,我們距離揭曉宇宙的答案越來越近,探索我們人類的新領域。

盡管國家航天機構和商業太空公司仍處于競爭之中,但是太空探索重點轉移和有限財政預算大幅削弱了美國宇航局在探索太陽系和其它領域的領先地位。相比之下,像SpaceX和維珍銀河等商業太空公司資金充足,他們積極探索太空,并且能夠研制更好、更大、更快的火箭。

這是一件好事,因為如果人類在其它行星上發現生命形式,或者為地球人類找到一顆新行星,就需要做更多的事情。工程師和科學家需要研究開發生命保障系統,發現可靠的水和燃料來源,克服人體在太空中產生的負面影響,并找到一種更快的太空旅行方式。

當前仍有許多事情要做,將普通人發送至月球或者更遙遠的太空區域,似乎仍是遙不可及的事情。然而,什么時候才能實現呢?人類何時才能最終在其它星球自由漫步呢?以下是人類殖民太空最詳細的時間表:

2017年底:發射 “重型獵鷹”火箭

SpaceX公司計劃2017年底首次發射“重型獵鷹”火箭,因為該火箭可以循環使用。

SpaceX公司計劃2017年底首次發射“重型獵鷹”火箭,因為該火箭可以循環使用。SpaceX公司計劃2017年底首次發射“重型獵鷹”火箭,因為該火箭可以循環使用,重型獵鷹火箭向太空運載物資的成本僅是“Delta IV”重型火箭成本的三分之一,較低的預付成本意味著更多的機構組織可以在外太空進行實驗。其中一項實驗是行星協會的“光帆2號太陽帆”,將于2018年初搭載重型獵鷹火箭發射升空。

SpaceX公司重型獵鷹火箭性能較強,27個火箭引擎長度達到70米,重量1.4噸。它可以攜帶許多載荷物資,能夠發射63800公斤的設備、貨物和乘客抵達地球軌道。這比航天飛機抵達相同高度的重量增加一倍多。

2018年:準備實現太空旅行

 

維珍銀河公司正在準備2018年2月底之前將首批宇航員送至太空,在載人發射之前,太空飛船必須經歷一系列飛行測試。該太空飛船命名為“VSS Unity”,它于今年早些時候完成第五次“滑翔飛行”。

維珍銀河公司正在準備2018年2月底之前將首批宇航員送至太空,在載人發射之前,太空飛船必須經歷一系列飛行測試。該太空飛船命名為“VSS Unity”,它于今年早些時候完成第五次“滑翔飛行”。

2018年初科學家將測試“光帆2號”,該太空裝置通過利用太陽光子在太空中飛行,它沒有燃料罐,也不需要推進器。

2018年初科學家將測試“光帆2號”,該太空裝置通過利用太陽光子在太空中飛行,它沒有燃料罐,也不需要推進器。  2018年,SpaceX公司計劃比往年實現更多的太空發射項目,預計將發射30枚火箭抵達地球軌道,相比之下,2017年發射了20枚火箭。更多的發射嘗試使SpaceX公司獲得充足的數據,表明如何進一步完善太空技術,成本更低、安全系數更高地發射火箭。最終,這種廉價安全的太空飛行將實現太空旅行,事實上,2017年SpaceX公司已宣稱能夠在2018年將兩名乘客發送至月球軌道。

 

維珍銀河公司正在準備2018年2月底之前將首批宇航員送至太空,在載人發射之前,太空飛船必須經歷一系列飛行測試。該太空飛船命名為“VSS Unity”,它于今年早些時候完成第五次“滑翔飛行”,VSS Unity飛船與傳統太空火箭的垂直軌道完全不同。預計2018年初,VSS Unity將飛行接近至“卡拉曼線(Karaman line)”,這是地球大氣層與地球表面之上100公里處外層太空之間官方認可的分界線。

大約在2018年初差不多相同的時間,科學家將測試“光帆2號”,該太空裝置通過利用太陽光子在太空中飛行,它沒有燃料罐,也不需要推進器。“光帆2號”是民眾集資由行星協會建造的太空飛船,據悉,行星協會是全球最大倡導進行外太空探索的非營利性機構,該組織將證實太陽能航行可以推動宇宙飛船進入更遙遠的太空區域。無人駕駛的“光帆2號”完成720千米高空測試飛行之后,將搭載SpaceX公司重型獵鷹火箭發射升空。

2019年:太空旅行和觀測

“藍色起源(Blue Origin)”是由亞馬遜集團創始人杰夫__貝索斯(Jeff Bezos)創立的一家太空飛行服務公司,近期,貝索斯宣稱,將在2019年4月之前實現太空旅行。

“藍色起源(Blue Origin)”是由亞馬遜集團創始人杰夫__貝索斯(Jeff Bezos)創立的一家太空飛行服務公司,近期,貝索斯宣稱,將在2019年4月之前實現太空旅行。  “藍色起源(Blue Origin)”是由亞馬遜集團創始人杰夫·貝索斯(Jeff Bezos)創立的一家太空飛行服務公司,近期,貝索斯宣稱,將在2019年4月之前實現太空旅行。屆時6名乘客將搭載18米長的火箭抵達太空邊緣,距離地球表面約100公里。一旦抵達那里,將體驗零重力飛行狀態。3個單獨的降落傘和1個反推力系統將確保乘客緩慢地著陸在地球表面上。目前,這種太空體驗成本并不低,乘客搭載“New Glenn”火箭抵達地球軌道的票價在15-25萬美元之間。

2019年,“藍色起源”公司計劃添加2-3階火箭,它們完全可重復使用,高度達到99米,能夠以相對較低的成本送遞載荷,與SpaceX公司“重型獵鷹”火箭展開競爭。

 美國宇航局還打算在2019年第一季度發射詹姆斯__韋伯望遠鏡,該望遠鏡能夠通過紅外線觀測太陽系每一階段的進化狀況,它將比哈勃太空望遠鏡功能強大100倍。

美國宇航局還打算在2019年第一季度發射詹姆斯__韋伯望遠鏡,該望遠鏡能夠通過紅外線觀測太陽系每一階段的進化狀況,它將比哈勃太空望遠鏡功能強大100倍。  美國宇航局還打算在2019年第一季度發射詹姆斯·韋伯望遠鏡,該望遠鏡能夠通過紅外線觀測太陽系每一階段的進化狀況,它將比哈勃太空望遠鏡功能強大100倍。這將主要歸功于18個六邊形鏡像陣列,結合一個6.5米直徑的鏡面(哈勃太空鏡的鏡面僅有2.4米)。詹姆斯·韋伯望遠鏡能夠追溯到大爆炸時期星系進化形成等事件,它還將特別關注發現潛在生命的新行星。

2020-2025年:“地球依賴期”和超越

2020-2025年,宇航員將乘坐“獵戶座”飛船,它將使用美國宇航局太空發射系統(SLS)發射,SLS是一種模塊化重型運載火箭。

2020-2025年,宇航員將乘坐“獵戶座”飛船,它將使用美國宇航局太空發射系統(SLS)發射,SLS是一種模塊化重型運載火箭。  從發現液態水證據,至探測到火星表面土壤中存在著有機物質,“好奇號”火星車現已揭曉了關于火星大量的基本問題。然而,這些信息也引發了更多關于其它元素可能存在的問題。鑒于此為了確定是否火星大氣層存在氧氣,以及它的具體濃度,“好奇號”后續者“火星2020”探測車將裝載大量傳感器和儀器,揭曉這一問題。如果人類能夠親自造訪這顆行星,關于氧氣濃度的信息將非常重要,人類登陸火星很可能最早將在2030年實現。

如果我們要在其它星球建立殖民基地,那將還有其他的事情需要做。美國宇航局制定了建立外星球殖民基地的三個階段,第一階段被稱為“地球依賴期”,該階段我們將繼續測試太空生活的可行性,并在國際空間站進行更多的研究;第二階段是“試驗場期”,在月球軌道周圍進行的太空項目,將用于確保人類安全返回地球;隨著第一和第二階段的完成,我們將最終進入第三階段“地球獨立期”,屆時人類將在火星建立一個自給自足的殖民基地。

在人類首次登陸月球之后的50年,美國宇航局正準備發射另一艘載人飛船,抵達月球更遙遠的太空區域。宇航員將乘坐“獵戶座”飛船,它將使用美國宇航局太空發射系統(SLS)發射,SLS是一種模塊化重型運載火箭,它類似于SpaceX公司的“重型獵鷹”火箭,其最大載荷可達到70-130噸。

在此之前,“獵戶座”飛船將進行無人搭載測試,首個測試任務“探索任務-1(Exploration Mission-1)”將于2018年底進行。SLS火箭將發射無人飛船前往月球,抵達距離月球表面100公里的軌道,并利用重力將其推進至更深而未探索的太空區域。該任務的目標是觀察“獵戶座”飛船能否幫助人類在遙遠的行星旅行中幸存下來。

SpaceX公司計劃開始設計人類殖民太空的發射裝置,該公司預期在2022年將首次完成5460萬公里的火星旅行。

SpaceX公司計劃開始設計人類殖民太空的發射裝置,該公司預期在2022年將首次完成5460萬公里的火星旅行。  第二個測試任務是“探索任務-2(Exploration Mission-2)”,計劃于2021年8月發射,將是美國宇航局首次超越月球進行的載人測試飛行。美國宇航局總部探索系統開發副主管比爾·希爾(Bill Hill)說:“在這次任務中,我們將進行一系列測試,驗證關鍵性功能,其中包括:任務規劃、系統性能、以及深太空導航系統。”

為了獲得充足的動力環繞月球飛行,“獵戶座”飛船不得不在地球周圍多個軌道運行,偶爾還會點燃推進器。在穩定的月球軌道上,“獵戶座”飛船將收集數據,并測試星際飛行的太空飛船能力。

2022年 :使火星適宜人類居住

到2022年,SpaceX預期能夠在火星至少著陸兩艘太空貨船,將便于為人類建立一個棲息基地。這些初期任務的首要目標是在火星表面發現可靠的水資源。

到2022年,SpaceX預期能夠在火星至少著陸兩艘太空貨船,將便于為人類建立一個棲息基地。這些初期任務的首要目標是在火星表面發現可靠的水資源。  在美國宇航局計劃本世紀20年代如何使人類在太空保持健康的同時,SpaceX公司計劃開始設計人類殖民太空的發射裝置,該公司預期在2022年將首次完成5460萬公里的火星旅行。

在今年早些時候,埃隆·馬斯克(Elon Musk)透露了BFR計劃,這是一個比美國宇航局太空發射系統和該公司“重型獵鷹”火箭更大、功能更強的火箭,可以攜帶充足的燃料實現火星載人飛行,或者能在地球城市之間旅行。

BFR火箭最大載荷達到150噸,106米長的火箭將刷新目前最大有效載荷(包括貨物、燃料和乘客)進入軌道的記錄,同時,其發射成本相對較低。

為了抵達月球,BFR火箭將從地球表面發射,將之前地球軌道燃料庫中的推進劑進行轉移,在地球軌道對BFR火箭進行加速,距離月球表面位置時進行燃料注入并最終著陸在月球。SpaceX公司計劃當BFR火箭重返軌道時進行再次燃料注入,以增大其發射距離和有效載荷,使其能夠安全返回地球。

測試表明,未來能夠在太空實現火箭燃料補給。美國宇航局在2011年進行了機器人燃料補給任務,成功完成了國際空間站外部太空平臺的機器人燃料運輸任務。

到2022年,SpaceX預期能夠在火星至少著陸兩艘太空貨船,將便于為人類建立一個棲息基地。這些初期任務的首要目標是在火星表面發現可靠的水資源。

2024年:BFR載人任務

如果BFR火箭實現火星旅行,它將包括建造一個推進燃料生產基地,這是火星殖民計劃的一部分。該計劃將從大氣層中吸收二氧化碳,并利用太陽能將其轉變為冷沉淀四氧化碳(CO4)燃料。

如果BFR火箭實現火星旅行,它將包括建造一個推進燃料生產基地,這是火星殖民計劃的一部分。該計劃將從大氣層中吸收二氧化碳,并利用太陽能將其轉變為冷沉淀四氧化碳(CO4)燃料。  在BFR火箭建造完成之后兩年,SpaceX公司計劃派遣人類抵達火星,建立殖民基地。BFR火箭40個火星運輸模塊艙將運載乘客首次實現這次史無前例的太空旅行。

馬斯克可能認為這是一個非常積極的太空時間表,而且它可能不受SpaceX公司因素的影響——由于行星排列和其它因素,例如:太陽能需求和燃料有限性,地球-火星發射窗口時間僅有幾周時間。假如其它太空發射裝置均已技術成熟,BFR或者“重型獵鷹”火箭都有可能完成發射任務。

如果BFR火箭實現火星旅行,它將包括建造一個推進燃料生產基地,這是火星殖民計劃的一部分。該計劃將從大氣層中吸收二氧化碳,并利用太陽能將其轉變為冷沉淀四氧化碳(CO4)燃料。

2025-2030年:太空年

本世紀20年代初,SpaceX公司可能準備發送人類至太空,但是美國宇航局仍非常謹慎。美國宇航局計劃發送宇航員進入軌道一年時間,從而驗證是否人類能夠完全生活在另一顆不同的行星。

本世紀20年代初,SpaceX公司可能準備發送人類至太空,但是美國宇航局仍非常謹慎。美國宇航局計劃發送宇航員進入軌道一年時間,從而驗證是否人類能夠完全生活在另一顆不同的行星。  本世紀20年代初,SpaceX公司可能準備發送人類至太空,但是美國宇航局仍非常謹慎。美國宇航局計劃發送宇航員進入軌道一年時間,從而驗證是否人類能夠完全生活在另一顆不同的行星。

2016年3月,美國宇航局宇航員斯科特·凱利在國際空間站完成一項為期一年的類似任務,以測試零重力環境對人體的影響,以及相應的人體變化對未來火星太空旅行的深遠意義。不同于凱利的太空任務,美國宇航局的2021任務將發送宇航員抵達月球軌道,他們將進入“深空通道(deep-space gateway)”——這是一個類似國際空間站的小型空間站,將作為未來深太空任務的試驗場,包括后期的火星任務。它將在5個早期任務中建造完成,其中4個是載人太空任務。人類身體在月球軌道度過一年時間將產生許多效應,例如:不同晝夜循環周期和太陽輻射,這些條件將產生不可預知的影響。

21世紀30年代:美國宇航局將發送人類登陸火星

在SpaceX公司載人火星任務完成5年之后,美國宇航局計劃發射自己研制的太空飛船抵達火星,使用“好奇號”和“火星2020”采集的數據和樣本,美國宇航局將首先確定人類如何在火星表面維持生存,然后再通過“深空通道”發射載人飛船抵達火星。

責任編輯:王文錦

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