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身著火星登陸服的王躍
火星表面模擬艙內(nèi)景
人類(lèi)離真正登陸火星還有多遠(yuǎn)
——訪“火星-500”試驗(yàn)中方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳善廣
陳善廣中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心主任,中國(guó)載人航天工程航天員系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計(jì)師,我國(guó)載人航天領(lǐng)域航天醫(yī)學(xué)工程學(xué)科帶頭人。
2月14日,有中國(guó)志愿者王躍參加的人類(lèi)首次全面模擬載人火星探測(cè)試驗(yàn),進(jìn)入了模擬登陸火星階段。這再一次激起了人們對(duì)這顆紅色星球的無(wú)限遐想。人類(lèi)為何長(zhǎng)期對(duì)探測(cè)火星情有獨(dú)鐘?人類(lèi)何時(shí)能夠真正登陸火星?近日,本報(bào)記者就讀者關(guān)注的話題,專(zhuān)訪了“火星-500”試驗(yàn)中方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳善廣。
人類(lèi)為何對(duì)火星“情有獨(dú)鐘”?
■對(duì)科技發(fā)展是巨大推動(dòng)
■了解宇宙生命未解之謎
記者:太陽(yáng)系中有8顆行星,人類(lèi)為什么長(zhǎng)期對(duì)火星“矢志不渝、情有獨(dú)鐘”?
陳善廣:相比較而言,在太陽(yáng)系的行星中,火星是自然條件最接近地球的行星:它的直徑約為地球的一半;有稀薄的大氣層;自轉(zhuǎn)一周僅比地球多半個(gè)多小時(shí);也有春夏秋冬四季之分?;鹦且虼擞幸粋€(gè)別稱(chēng)——“袖珍地球”?;鹦仟?dú)特的空間位置、氣候和地質(zhì)狀況決定了它有可能成為科學(xué)研究基地和將來(lái)人類(lèi)移民的彼岸。
記者:具體來(lái)說(shuō),可以開(kāi)展哪些科學(xué)研究?這些研究又有何價(jià)值?
陳善廣:其價(jià)值不可估量。人類(lèi)探索外星球,絕不僅僅是為了滿足好奇和幻想,而往往會(huì)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展。比如,上世紀(jì)以來(lái)美國(guó)科學(xué)技術(shù)一路領(lǐng)先,像無(wú)線通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的突破,可以說(shuō)相當(dāng)程度上得益于登月計(jì)劃這樣宏偉的太空探索項(xiàng)目的成功實(shí)施??梢韵胂?,人類(lèi)登陸火星計(jì)劃的實(shí)施,必然會(huì)給人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的新突破帶來(lái)強(qiáng)刺激,最終給人類(lèi)的發(fā)展帶來(lái)福祉。
同時(shí),地球人對(duì)火星的探索,也是人類(lèi)探索宇宙生命的一個(gè)重要里程碑。通過(guò)探索火星,可以使地球人以火星為鏡子,探索地球的“前世今生”,進(jìn)而更好地保護(hù)我們?nèi)祟?lèi)所居住的地球免遭毀滅。
火星上的“第一個(gè)腳印”何其難也
■相形之下,登月變成“小兒科”
■面臨“技術(shù)”和“人”的雙重考驗(yàn)
記者:一說(shuō)到登陸火星,人們就會(huì)想到上世紀(jì)人類(lèi)曾經(jīng)的登月行動(dòng)。和登陸月球相比,人類(lèi)登陸火星將面臨哪些困難和挑戰(zhàn)?
陳善廣:火星探測(cè)比月球探測(cè)的難度要大很多。從距離上來(lái)講就有“天壤之別”。目前來(lái)看,地月往返需要一兩個(gè)星期,地球到火星往返卻需要一兩年的時(shí)間。無(wú)論是從飛行器及燃料儲(chǔ)量還是航天員需要的食品、飲料、氧氣等物資都顯著增加,不僅需要大大提高火箭推力,還要發(fā)展成熟的再生式生命保障技術(shù)以至未來(lái)受控生態(tài)生保技術(shù),才能綜合解決這一問(wèn)題。
還有其他許多因素。比如火星引力比月球大出一倍多、火星因有稀薄大氣可能存在惡劣氣象條件等,都大大提高了航天器往返火星的難度系數(shù)。再有就是由于火星與地球相互位置關(guān)系比較復(fù)雜,選擇發(fā)射窗口、飛行路徑以及返回窗口也是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。
記者:除了航天器方面的問(wèn)題還有哪些挑戰(zhàn)?
陳善廣:人的問(wèn)題是最大的挑戰(zhàn)之一。人類(lèi)到目前為止,最長(zhǎng)的太空飛行記錄是438天,是由俄羅斯航天員波利亞科夫在空間站上創(chuàng)造的。而人類(lèi)往返火星,不但超出了目前為止人類(lèi)太空停留的極限,還要完成登陸火星等很多復(fù)雜的工作,這對(duì)航天員生理心理的挑戰(zhàn)將是前所未有的。
近地軌道飛行實(shí)驗(yàn)表明,長(zhǎng)期飛行對(duì)人的心血管系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)都有很大影響。特別是肌肉萎縮和骨丟失高達(dá)20%以上。人類(lèi)從離開(kāi)地球、進(jìn)入軌道、登陸火星表面,再到返回地球,要經(jīng)歷失重、超重、低重力等多種重力環(huán)境,飽受重力變化之苦。這些變化對(duì)人體的影響,目前還缺少研究。另外,長(zhǎng)期輻射效應(yīng)也很明顯。人每一次進(jìn)入宇宙空間都有輻射的危險(xiǎn),雖然有飛行器、航天服和藥物進(jìn)行防護(hù),但畢竟有限。尤其是太陽(yáng)質(zhì)子事件難以預(yù)測(cè),對(duì)儀器對(duì)人的危害都很大。心理問(wèn)題更不可忽視,長(zhǎng)期處于狹小密閉的艙內(nèi)、遠(yuǎn)離地球家園帶來(lái)的孤獨(dú)感會(huì)很?chē)?yán)重,還有乘組成員之間的文化、習(xí)性以及個(gè)性相容性等都是考驗(yàn)。
醫(yī)學(xué)保障也是個(gè)大問(wèn)題。飛行途中航天員生病了怎么辦?比如得了闌尾炎怎么辦?所以這次“火星-500”試驗(yàn),要求志愿者具有較高的自主性,因?yàn)榈孛嬷С址浅S邢?。載人登月的通訊時(shí)滯是秒級(jí)水平,而火星飛行的通訊時(shí)滯達(dá)到20分鐘,人或者儀器設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后,地面支持甚至無(wú)能為力,航天員要能夠自主準(zhǔn)確地處置。