下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
20世纪60 年代末期，人类实现了登月的美好梦想。21 世纪到来了，美国、俄罗斯、欧洲和日本等都有比较大的计划。最为宏伟的还是属于美国载人探测火星的计划。美国宇航局计划将在2008年向火星发射一系列新的无人飞船，成功后就将着手实施向火星发射载人飞船的计划，实现人类在火星着落、甚至在火星定居的千年梦想。今后20~30年内，宇航员有可能踏上火星。
1989年美国提出“太空探测倡议”，计划2009 年重返月球，2019 年实现人在火星上着陆。美国宇航局根据这个计划，提出的火星探测计划“90天报告”，计划中的火星飞船有1000吨，可乘坐7至8名航天员，飞行7个多月到达火星。在火星上停留1年半的时间，所有所需的飞船用的燃料和宇航员的食品、水和氧气都要由飞船携带或另派飞船运送。因此，费用特别高。4500亿美元的经费预算使这一庞大的计划流产。
后来提出的“火星直航”方案，只需200~300亿美元，这样的花费使这一计划的实现成为可能。所谓直航是指宇航员乘坐火星飞船从地球直飞火星，返回地球时也同样是直飞。必需的物资和宇航员返回地球的飞行器则由另一艘无人飞船先期发出。为了在火星上制造必需的物资，飞船将携带6吨氢，1台空气压缩机，1套自动化的化学处理设备和1台安放在大型漫游车上的100 千瓦的核反应堆。这样，原料、电力和化工生产设备都有了。整个流程是由氢和火星上的大气发生反应产生水和甲烷，水经电解又产生氧和氢，氧与甲烷一起可作为火箭推进剂，氢则由化学处理设备生产出更多的水和甲烷。用这套设备还可以分解火星大气中的二氧化碳获得氧气。这样，返回地球所需的火箭推进剂和宇航员在火星期间所需要的水和氧气就都有了。宇航员将乘坐1 辆小型漫游车进行科学考察。4名宇航员将在火星上生活漫长的1年半。
宇航局提出的最后方案是耗资巨大的4500亿美元的“90天报告”方案和比较便宜的“火星直航”方案的折衷结果，取名为“参考任务”，经费则改为550亿美元。经费多了，意味着可以多带些物资，多发送几次飞船，以减少在火星上生产各种物资的压力。
火星飞船的发射需要选择合适的飞行路线。火星飞船以大于11.2千米/秒的速度从地球出发，脱离地球的引力后，这时飞船与地球的相对速度接近于零，但飞船以地球给它的29.8千米/秒的速度继续飞行。为了要飞到火星还需要增加3千米/秒的速度。最佳的飞行航线称为双切轨道航线，飞船脱离地球的引力后受太阳的引力控制，因此是沿着围绕太阳的椭圆轨道运行，双切轨道航线要求飞船脱离地球时是处在离太阳最近的近日点上，在到达远日点时与火星的轨道相切，而火星恰好在这时运行到这里。这样的航线对出发的时间有严格的限制，不是经常有这样的机会。计算表明，每隔26 个月才能有一次这样的机会。除了在路途上要飞行7个多月，宇航员必须在火星上停留约500天。
宇航员登上火星后的研究任务非常繁重。以往的探测器着陆探测的区域很有限，所进行的实验也很有限，并不能由此断定火星上从来没有存在过任何形式的生命。要想得到正确的答案，必须要查明火星的多方面的情况，比如近火星空间的宇宙风、宇宙射线、太阳辐射的强度与变化；火星大气的组成与运动规律；火星土壤与岩石中的水含量与水的存在形式，极地水冰的分布与储量，火星内部水的分布；土壤与岩石的矿物与化学成分；有机成分的特征，沉积岩的分布与形成环境；火星表面撞击坑与火山口环形坑的分布、形态、形成年龄；火星的地质构造与地质演化历史等等。如果能将火星土壤与岩石样品采集回地面，再开展系统而精心的研究，寻找火星古老而原始的微体生物化石，等等。
这一宏伟的计划正在实施中，空间探测的道路是十分艰难的，载人着陆火星比“阿波罗”登月要难得多。21 世纪将是空间探测的时代，我国的空间技术的发展也将逐步参与到登月和探测火星的行列。