人类登陆火星的最佳地点在哪里?

2022-12-20 14:09
安徽

艺术家对火星探险家及其在红色星球上的栖息地的概念。学分:美国宇航局

想去火星吗?太好了,现在您需要做的就是计划一项任务。弄清楚在哪里降落,带什么,以及在有利的返回窗口之间的几个月(或几年)内你将如何住在那里。所有这些都将取决于你生存所需的关键资源的可用性。

这听起来像是一本旅行手册,但这个红色星球为第一次人类任务提供了很多东西。有峡谷、平原、火山口、火山和极地地区。那么,您首先从哪里开始呢?这取决于你想完成什么样的任务。一个简单的“植物靴子和旗帜”之旅不需要大量的基础设施。

更复杂的任务将需要为栖息地和科学站提供更多的基础设施。从本质上讲,你将着陆,建造一个栖息地,探索附近的社区,建立一个科学前哨站,并在火星的辐射和环境挑战中生存下来。你的火星“待办事项清单”包括带上用品和建筑材料来开始。然后,你需要考虑生存能力,建立你的前哨站,进行探索,以及至关重要的是,拥有一个返回轨道并返回地球的发射场。

弄清楚火星上的去向是一个机械和行星难题,有很多活动部件。而且,人类历史上从未向另一个星球发射过长期载人任务。所以,这对我们来说都是新的。

火星先驱者需要一切

传统上,人类一直在我们自己的星球上移动,寻找新的探索和生活的地方。早期的定居者和探险家带着一些补给品搬到了新地区。然而,他们也可以依靠当地的食物、水和住所来源。对于第一批探险家来说,在火星上并非如此。他们必须带上他们需要的一切(起初),包括空气、水、食物和机器,以帮助提取当地资源以供持续居住。

显然,水是最重要的。没有它,您将无法停留很长时间或完成很多工作。火星没有任何流过表面的东西。但是,它确实有隐藏的资源。首先,两极有明显的冰沉积物,包括水冰的供应。其次,地表下隐藏着大量的水冰。第三,有水合矿物质。在这三种选择中,从水合矿物质中获取水将是最困难的。这些里面锁着水,就像粘土一样。您需要专门的机械来提取这些水。在短期内,钻探地下冰可能会更容易。解决水获取问题为您提供了种植食物、喝水、制造和推进的资源。因此,选择一个有良好供水通道的地点。

理想情况下,着陆点应该在低空(更适合人类居住),而不是尘坑。火星上的那些东西是精细研磨的,含有难以置信的高氯酸盐化合物。它会进入一切(对机器不利),包括人类的肺部(对健康不利)。着陆点尘土飞扬,就越难完成有用的任务并确保人类安全。

火星游泳项目的冰一致性来自1-5米的深度范围。整个研究区域的冰一致性图;蓝色区域表示存在冰,红色区域不包含冰。像这样的地图对于规划一个有水源的着陆点至关重要。学分:美国宇航局

火星人的力量

好的,所以你在水资源附近有一个站点,它干燥但不会太尘土飞扬,你还需要什么?权力。你的栖息地、机械和车辆都需要果汁。太阳能似乎是一个不错的选择,它现在正在目前的着陆器和漫游车上使用。如果你想最大限度地利用太阳能,你将降落在赤道附近,那里的白天更长,你得到更多的阳光。但是,您可能还需要携带某种核动力装置。它不受天气变化的影响,是一个长期、稳定的来源。

近赤道着陆点的另一个优点是平均温度较高。火星是一个寒冷的地方,即使在最温暖的日子里也是如此。在赤道附近,温度可高达20°C(70°F)左右,最低可达-73°C(-100°F)。降落在稍远的北方,在中纬度地区,冬季可能会面临低至-148华氏度(-100摄氏度)的温度。而且,忘记长期居住的极点。它们一年四季都会冷得多。请记住,您希望安全生活并保持设备温暖,因此赤道很有意义。您将在那里获得更多的太阳能热量并节省燃料使用量。

在火星上移动

所以,你最终在赤道附近,但你想探索地球的其他地方吗?这需要车辆,而车辆需要燃料和维护。有很多关于使用原位资源利用(ISRU)的讨论,不仅是为了喝水,而且是为了制造燃料。而且,先进的ISRU设施应该允许火星居民循环表面岩石(例如粘土)以获取水和其他材料。因此,有用的表面材料(和水)的可用性将决定您的确切着陆点。

最终,一旦你在火星上建立了一个家,你就会想要走出去,科学你知道的火星。您将研究气候和地质,也许会寻找古代(可能早已消失)生活的证据。第一个研究区域将位于您的着陆点附近,因为它们很容易到达。但是,最终,科学家探险家将前往遥远的地方,如Valles Marineris,Jezero火山口遗址,火山,最终是两极。这些目标将需要更多的权力和更多的资源。

离开地球呢?

在某个时候,人类会想要回到地球,也许将样本带回等待的实验室,拜访亲戚,将其他火星人带上船,等等。一旦你在那里呆了一段时间,你如何离开这个星球?你可以带上燃料,让你的发射到火星轨道。这可能是第一个或两个任务将要做的事情。但是,将燃料拖入和拖出重力井(即使是像火星一样轻的井)也是昂贵的。你可以通过在地球上制造自己的燃料来解决其中的一些问题。

如果你的着陆点在赤道附近,你可以利用那里的行星旋转速度,让运载火箭进入太空。这将为您节省一些燃料。对于长期任务,您将从当地资源中获取燃料,但您仍然希望节省燃料使用量。

因此,看起来从所有标准来看,在赤道附近着陆将是最好的选择,特别是对于人类首次“登陆火星”。而且,这就是任务规划者现在正在考虑的,真的,在世界各地的每个航天机构和一些公司办公室。这是一项复杂的任务。选择网站是首要任务,如您所见,这并不简单。最终,人类登陆火星的最佳地点将是规划者可以选择的安全和资源丰富的地方。然后,由去那里的人类来让这一切发挥作用——并向我们其他人展示这颗红色星球的奇迹。

原标题:《人类登陆火星的最佳地点在哪里?》

阅读原文

    特别声明
    本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问https://renzheng.thepaper.cn。