你不知道登陆火星有多难

2018年7月，媒体报道，意大利天文学家利用“火星快车”号探测器，发现在火星极地冰冠下有一个直径约20千米的大湖。尽管火星地下水的具体成分尚未确定，却已经让火星迷欢呼雀跃，好像人类移居火星的最大难题已经解决，登陆火星已是指日可待了。

其实不然，探测火星与登陆火星是完全不同的两个概念。20年之内也不要轻信可以让你安全往返于火星的旅行，因为——

早在2015年10月，美国航空航天局的科学团队就发现了火星上存在微生物，他们断定火星地下一定存在液态水，而且其成分呈盐卤状。果然，发现火星地下水的意大利科学家表示，由于液态水处于极深的冰盖之下，其水文环境极其严酷寒冷，并不适宜微生物生存。由于含有大量镁、钙和钠，这些水在温度低于纯水冰点许多的情况下仍然可以保持液态。澳大利亚天文台研究员弗雷德·沃特森说：“能让水在冰点以下，甚至是零下五六十摄氏度的情况下仍维持液态的盐浓度，对任何微生物来说都是致命的。”

蓝天一碧如洗，安和庄的气息压抑得让人喘不过气来，也幸亏这无限的压抑才掩盖了铁卫、刀手、剑士和武成龙炽热燃烧的恨火。

美国航空航天局对火星探索向来言辞谨慎，保持低调，因为他们深知，探测火星与登陆火星是截然不同的两回事，即便将目前的大推力火箭升级换代3次，用热核火箭和高效率的化学发动机，单程前往火星也需要3个多月的时间。地球上的困难就不说了，关键还有如何改造火星环境，使其能够接纳人类的造访和生存。就是一切顺利，人类落脚火星后至少需要1年时间，才能获取返回地球的必备燃料。在没有空气、没有水和食物的情形下，落脚火星的宇航员怎么存活，也是一个难题。正是这些数不清的困难，决定了人类登陆火星将是一个颇为漫长的过程。

假如你想科学详尽地了解火星，以及登陆火星的难度，最好去看科幻大片——《火星救援》。这是一部具有超强现实感的科幻大片，具有坚实的科学基础，真实模拟了美国航空航天局将要实施的载人火星旅行。换句话说，美国航空航天局作为顾问，直接参与了此片的拍摄。

航天员人数和航天飞行时间是载人飞船设计的重要参数，直接影响载人深空探测任务的技术性能和总体规模。月球与地球的距离较近，登月飞船的乘员人数一般按照6人设计；而火星与地球的距离太远，载人登陆火星的物资消耗必然更大，鉴于火箭运载能力有限，一般乘员人数限制为4人。

整个故事发生的时间，以及探索火星采用的技术手段，很多是根据美国航空航天局的载人登陆火星计划演化而来的。影片中用到了大量美国航空航天局正在研发或已真实应用于太空探索的高技术装备，展示了大量有关火星的科学常识和尖端的航天技术，将登陆火星的诸多难题，都清晰明了地摆在了你的面前。

工程岩体在地质作用以及人为扰动作用下不仅表现为短时的弹塑性力学特性，而且在一定应力应变条件下呈现与时间效应相关的变形和破坏性质，这种性质即为岩体的流变特性[1]。一般情况下，巷道围岩处于复杂的地质环境中，尤其深部围岩在应力作用下，呈现出明显的流变性质[2-3]，但是经过国内外学者的大量研究，验证了地质环境中水因素对岩石变形影响较大，主要包括：可逆物理作用、不可逆化学作用和基本的力学作用等[4]。而各种影响因素的组合作用，使得岩石内部结构体系发生劣化，甚至是物质组成改变，导致岩石内部裂隙大量生成发育，最终贯通为宏观裂纹；同时，也会造成岩石力学参数降低，抵抗破坏能量削弱[5]。

然而，深空探测困难重重，所有困难几乎没有大小之分，比如航天服的设计制造就让数百人的科学团队绞尽脑汁，不到两年研制费用就突破3亿美元。

体育教师要阅读对自己教学和研究有很好帮助的专业体育教学杂志。如《体育教学》《中国学校体育》《体育师友》等专业教学杂志，通过阅读这些专业杂志，使农村体育教师了解全国各地优秀体育教师的教学经验和方法智慧，把这些成功的教学方法和理念，融合到自己的教学实践中，提升自己的教育教学素养；通过阅读从中找到写作的选题计划和选题方向，使教师写出的论文更有针对性，更有实效性，更符合杂志的版面要求，增加发表的几率。如笔者这两年发表在《体育教学》《中国学校体育》的几篇论文，都得益于这些专业体育教学杂志。

火星车或着陆器，要穿过火星大气层才能“踏”上火星表面，这期间需要经历惊心动魄、生死攸关的一幕。探测器从131千米的高空进入火星大气时，速度高达2.1万千米/时，在之后的短短7分钟内，必须使探测器的速度降至零，从而实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键一步，是名副其实的“黑色7分钟”。

我们血液中的氮气，不仅能够带来减压病，在真空中还会使人体膨胀。如果不穿加压的密封航天服，航天员会因体内外悬殊的气压差而危及生命。此外，航天服还能有效对付稀薄大气、剧烈温差、强烈太阳风和宇宙射线，以及微陨石等地外天体的撞击。一句话，多功能密闭的航天服就是航天员在太空中生存和有效工作的重要保障。登陆月球和火星表面的舱外用航天服还应具备氧气供应、温度调控等设施，保障航天员的出舱活动，并实现对天体表面的考察。然而，50多千克的宇航服，虽然使用了各种高科技材料，但因为纵横交错的管路和不得不使用的贵重金属，使其依然僵硬笨重，宇航员必须在地勤人员的帮助下才能顺利穿脱。为了登陆火星的需要，美国航空航天局利用火星探测器获得的火星环境参数，设计了可以让航天员从背部脱离的宇航服。

火星上曾经的河流痕迹

特别值得一提的是，《火星救援》中真实展示了美国航空航天局为登陆火星新研制的火星宇航服，它包括关节、手套、头盔、氧气系统、水循环系统、散热系统、通信系统、电子系统等。为避免火星弥漫的尘土影响航天员和登陆舱的运作，美国航空航天局设计的这款宇航服可以从背部脱离，在航天员进入登陆舱后，宇航服将被留在舱外，避免将火星尘带入舱内，危害航天员的健康。这是人类宇航服设计里程碑式的进步。

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即使如此，在被媒体问到人类何时才能移民火星时，美国航空航天局的副署长约翰·格伦斯菲尔德仍然表示：“火星大气极为稀薄，氧含量几乎为零；火星土壤干燥板结，不含微生物。即使找到切实可行的解决方法，让火星的空气和土壤接近地球，也需要一两个世纪的时间。假如你非让我回答人类到底何时能移民火星，我只能说这需要很多、很多年，而且前提是我们探索火星的兴趣与投入有增无减。”