天问一号登陆火星，人类离移民火星不远了

1. 天问一号登陆火星，人类离移民火星不远了

2021年5月15日天宫一号探测器今日成功轨道分离正式登陆火星，这是我国首次登陆火星，标志着我国的航天技术进入世界先进行列，这是继美国阿波罗号登陆火星后第二个国家独立成功登陆.成功登陆后天宫一号总工程师落下激动的泪水！
  
 天宫一号探测器着陆的地点是火星最大的撞击坑，直径超3300公里，因为面积具体这里看不到任何“坑”的形态，故而得名“平原”，天宫一号探测器要在火星传回未知的照片，帮助我国揭秘火星提供巨大依据.
  
 在未来的某一天，我相信中国会有载人航天火箭登上火星，火星是最接近地球的，当地球被破坏人类无法生存的时候，火星就会替代地球，慢慢的人类的技术会越来越高，制造出特殊材料的航天飞机，可以冲出太阳系， 探索 宇宙的奥秘.

2. 天问一号即将抵达火星：且问人类何时能移民火星？

作者：佰思科学 沈东旭 邱亚明
  
 2021年2月10日左右，天问一号即将到达了火星轨道。自从2020年7月23日发射升空进入地火转移轨道以来，天问一号用了200多天到达火星。天问一号拉开了中国火星 探索 的帷幕。在不太久远的将来，天问二号将要执行火星取样返回任务，为载人登火打下基础。人类登上火星后，会一步步建立基地，改造火星环境，最终殖民火星，把火星变成人类第二个家园。
     
 如果给这一切做个时间预测的话，人类登陆火星大概率在本世纪三十年代能够实现。建立火星基地在登陆火星之后就会开始，在四十年代可能会有常年有人驻守的火星基地。这算不算过于乐观呢？其实不然。以人类现今的技术水平，送人类上火星并返回，是完全可以实现的，关键在于成本。或者说世界上最主要的国家，也就是中美两国，愿不愿意花这个钱。
     
 到二十年代中期，Space X公司的StarShip将会成熟，能用很低的成本向地球低轨道（LEO）提供超过100吨的运力。当用于火星任务时，Space X需要事先在火星生产回程的燃料，在StarShip返回时加注。正常来说，Space X在三十年代开始载人登火，技术上有一定把握。
     
 至于中国，预计在二十年代末三十年代初，长征九号运载火箭能够投入使用。长征九号的LEO运力预计能达到180吨，月球低轨道运力65吨，而火星转移轨道能有50吨。有了力气大过土星五号的长征九号在手，中国可以用两枚或多枚长九完成载人登火任务：一枚运载宇航员到达火星实现火星着陆，另外一艘太空船在火星轨道做为回程之用，或许加上几次发射用于运输设备和给养。总之，本世纪三十年代很有希望实现载人登火。
     
 以现有人类化学火箭的技术水平，宇航员从地球出发，到达火星再返回地球，需要耗时大概三年。地球和火星的会合周期为26个月，也就是每隔26个月地球火星之间的距离达到最近。这个时间也就是地火往返的发射窗口。假如走最省燃料的霍曼转移轨道，地火之间单程要走九个月。如果中间做一次变轨，所需时间能像天问一号那样降到不足7个月。反正以目前的技术条件，地火之间的单程耗时不少于6个月。
     
 假如宇航员花6个月去火星，在火星呆20个月返回地球，路上再来6个月，这是32个月；假如花9个月去火星，在火星呆17个月返回地球，路上再来9个月，这是35个月。地火之间折腾一次来回，怎么样也需要将近三年时间。
     
 至于说什么时候能够实现人类大规模殖民火星？需要有新一代太空飞船引擎的出现。否则的话，随随便便路上就是六个月，实在受不了啊。当年清教徒乘坐五月花号从英格兰抵达北美殖民地的时候，航行时间不过66天。未来人类要成群结队去火星的话，旅行时间必须要压缩到2个月以内甚至两周才好。那么这样的太空引擎出现在地平线上了吗？
     
 讲这个问题之前，先说一下比冲的概念。火箭在太空中飞行，本质上来说相当于把燃料以一定的速度向后抛出去，从而获得向前的反作用力。可想而知，燃料向后喷射的速度越快，引擎的效率就越高。因此，人们把火箭喷射速度再除以地球引力加速度g，这个值叫做比冲，单位是秒。
     
 在太空中，性能最好的液氢液氧火箭，比冲大概450秒。简单算一下就知道，喷射速度为4400多m/s，这已经超过工业炸药爆炸的速度了。这么多年来，化学火箭没什么太大进步，基本上达到了它的极限。要想进一步提升比冲，化学火箭的路子是不能再走下去了。
     
 有什么更好的办法吗？人们发明了电推进的方法，通过电磁场对推进剂进行加速，实现更高的喷射速度，从而大大提升比冲。电推进引擎的比冲能轻松做到3000-4000，甚至上万，比化学火箭的推进效率提升了一个数量级。
     
 目前已经有一些电推进系统投入使用。但它们的问题很突出，就是推力太小，很多引擎的推力都不到1牛顿。用于卫星维持轨道，或者无人探测器慢慢走是可以的，但对于载人登火这样的任务就不适合了，需要有更大推力的电推进引擎面世才行。这里介绍一下VASIMR（variable specific impulse magnetorocket），即可变比冲磁火箭，理论上它能在达到高比冲的同时提供比较高的推力。
     
 VASIMR的工作原理是这样的。首先，注入的推进剂被电离，再由超导体产生的强磁场将离子体约束到一个小空间里，然后通过微波将离子体加热到一百万度的高温，最后喷射出去。VASIMR能实现3000~12000的比冲，单台发动机能提供大约5牛顿的推力。
     
 VASIMR的提出者是美国华裔科学家张福林博士。张福林1950年生于美国波多黎各，父亲是华人，母亲是西班牙裔，从MIT获得博士学位，从1986年开始做为NASA航天员7次进入太空。张福林2005年从NASA退役后成立了Ad Astra火箭公司，开发VASIMR技术。目前VASIMR引擎已进行过大量的地面实验，未来将有机会获得太空应用。
     
 理论上来说，使用VASIMR引擎，能把地球到火星的单程时间缩短到39天。但问题在于，VASIMR引擎在输出大约5牛顿推力的同时消耗了200kW的电力，要实现5000牛顿推力得200MW的电力，人类目前只有核裂变技术才能做到这样的电力供应。然而，真要把核电站搬到太空，必然面临相当多的挑战，比如防辐射和散热都是大问题。
     
 总之，人类目前的化学火箭技术，也就能支持宇航员到火星插个旗。暂时还看不到可行的火箭推进技术，能让人类实现几十天内到达火星的旅行。在可预见的将来，人类大规模殖民火星是不现实的。

3. 天问一号成功登陆火星，背后有什么重大意义？

　　问天一号成功登陆火星，这背后的意义是我国的航天事业又进入了全新的篇章，并且我国的探测器登陆技术已经趋近于成熟，成为了继美国之后第二个拥有火星探测器安全登陆技术的国家。

1、我国的探测器技术：
　　目前问天好火星探测器已经安全登陆火星，实际上这并不是人类第一个登陆火星的探测器。在此之前一共有20个探测器曾经尝试登陆火星，其中只有十个成功。也就是说人类发射的探测器探测火星的成功概率仅为50%。而且即使是成功登陆火星的探测器，运行的时间也没有多久，在1971年首个登陆成功的火星探测器是苏联发射的火星三号，它的运行时间仅仅是14秒。美国是目前火星探测器发射最成功的国家，先后有十次尝试有九次都取得了成功，在最近的一次火星探测器上，甚至还带了一架无人直升机在火星上实行了首飞。我国一次发射就让火星探测器直接成功登陆，并且运转可见我国的科技已经十分发达，并且趋近于成熟了。

2、火星探测车：
　　我国的火星探测器叫作祝融号，祝融号火星探测器实际上是一台火星车，这台火星车在着陆之后会立刻展开太阳能电池板充能完毕之后，便会执行火星探测任务。要知道火星的地理环境是有了名的恶劣，要想完成使命祝融号必须参被各种技能，祝融号大约有250公斤左右，六个轮子全部是独立驱动，十分适宜火星上面的沙漠戈壁地形。

3、乌托邦平原：
　　我们的天问号所携带的火星探测车，祝融号目前着陆在乌托邦平原，乌托邦平原是火星表面上的一块盆地，整个盆地有3600多万平方米地势比较平坦。是以我们的科学研究展开，而且人类一直怀疑火星上有生命存在，如果火星上真的有生命存在的话，那么祝融好所著录的乌托邦平原正是最适宜生命生存的地方。正因为这里是一个绝佳的探测点，所以才选择火星车在这里着陆。

4. 天问一号什么时候登陆火星的？

2021年5月15日，由航天科技集团五院抓总研制的天问一号火星探测器稳稳降落在首选落点——火星北半球的乌托邦平原。
5月15日凌晨2时多，天问一号在火星停泊轨道上进入着陆窗口，随后探测器实施降轨，环绕器与着陆巡视器开始器器分离，继而环绕器升轨返回停泊轨道，着陆巡视器运行到距离火星表面 125 千米高度的进入点，开始进入火星大气，并最终软着陆在火星表面。
航天科技集团五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超表示：“我国是首次实施火星探测任务，对火星的环境，特别是大气，类似这些参数，我们没有一手数据。所以相当于我们到了一个完全未知的一个环境，这种难度可想而知。”

中国是世界上成功着陆火星的第二个国家
在飞行近10个月，经历了“恐怖9分钟”后，“祝融号”火星车最终成功着陆火星，完成了天问一号“绕、着、巡”的第二步，也是关键的一步。至此，中国成为世界上成功着陆火星的第二个国家。
接下来，“祝融号”火星车预计将在火星表面工作约三个月，而天问一号环绕器将为火星表面探测和地球的通信担当中继卫星，传送信号，等到火星车工作计划结束后，环绕器还将进行长达两年的深度探测工作。
以上内容参考 澎湃新闻-成功登火！天问一号安全度过“恐怖9分钟”

5. 火星移民？乘坐天问一号登陆火星，任它有六大奇观也舍不得地球

 “数据录入完毕，将与地球失去联系，天问一号，全靠你了！”
    三 ~
    二 ~
    一 ~
    登陆火星！ 
   这是你着陆前接收到的最后一次地球信号！接下来你将搭乘天问一号着陆器进入“恐怖九分钟”， 以4.9公里每秒的速度向地表俯冲。幸好火星还有大气，大气阻力为你提供了第一阶段的减速。速度降落得飞快，着陆器发出的 声爆 让你难以承受，此时空气摩擦产生的高温达到1600 ，如果不是有 隔热盾 ，恐怕你还没到地面就已经烧成了灰烬。
      不知不觉290秒过去了，你的速度从4.9公里每秒骤降为460米每秒，快 打开降落伞，丢掉隔热盾，进入伞降减速阶段。 
      此时，呼啸而来的火星风让你左右飘摇，一不小心就会偏离路线，幸好我们这次选择的着陆点是火星北半球的 乌托邦平原 ，它是太阳系最大的撞击坑，方圆3300公里，再大的风你也飞不出这片大平原。
      时间又过去了90秒，着陆器的速度已经降为95米每秒，赶紧舍弃降落伞，启动反冲火箭进入 动力减速阶段 。这时，几个大推力发动机点火启动，着陆器智能地调整姿态达到平衡，用了80秒的时间将速度降为3.6米每秒， 然后在距离地表100米的低空悬停不动。趁着着陆器用传感器和摄像头观察地面寻找安全着陆点的时候，你终于有机会低下头鸟瞰这片土地，一望无际的平原，大得让你看不出这其实是个撞击坑。
           你终于迈出了第一步，脚上的乱石结满了白色的冰霜，这是由火星固态水和尘埃冻结形成的颗粒，这片平原的地下充满了水冰， 告诉你一个秘密 ，天问一号是冲着它的地下水冰才来这踩点的，未来中国将在火星建立基地，有了水源中国新农民们才有可能在火星圈地种菜。
      那种菜有阳光吗？你抬头一看，竟然惊奇地发现，火星上看到的太阳竟然是蓝色的，这是由于火星独特的大气吸收掉了红光，所以不像在地球看起来是黄色或者白色。
      到了晚上就更神奇了，你能看到2个月亮，一大一小，他们可不是月球，而是火卫一和火卫二。
      翻过这片广阔无垠的乌托邦平原，来到火星的赤道附近，这是40亿年前熔岩喷发形成的巨型火山高原，塔尔西斯高原，在这里，海拔超过14000米以上的巨型火山就有四座，其中奥林匹斯山海拔21229米，是太阳系最高的火山，珠穆朗玛峰跟他比起来就是弟弟。
      在火星上还有一处非常独特的奇观，那就是科罗廖夫冰坑，它的冰层厚度达到1.8Km，直径80Km,炎热的夏天还可以在这里尽情地滑冰。
      但是在火星到处乱跑可要小心了，火星是一颗沙漠行星，沙尘暴就是家常便饭，值得一提的是，咱们地球上12级的台风也就30米每秒的风速，在火星上随随便便就是180米每秒，拉头大象拴上绳子简直可以当风筝耍了。
      火星上的奇观让我们叹为观止，但总觉得多了份荒凉，少了份生机，那里有水不能喝，有空气不能呼吸，没有流动的海洋，没有漂浮的板块，反观我们的地球，海洋波涛汹涌，江河奔流不息，孕育了无数的生命，是火星的死气沉沉衬托出了地球的勃勃生机，我们对地外星球越了解，越能感受到地球这颗蓝色宝石的可贵。
      然而，人类却在一边破坏自己的环境，一边幻想着移民到荒芜的火星，也许，人类真的会在火星再建一个基地，但是能被称为家园的只有我们脚下这颗如此特别的蓝色星球。如果真有一天人类需要到其他星球去居住才能生存，谁能说这种感觉不是流浪呢？

6. 天问一号总设计师：移民火星不科学，人类生存的基本条件难以保证

同时他还表示，火星的环境跟地球环境相差甚远，连人类赖以生存的氧气都没有，温度跟地球相比更为恶劣，人类生存最基本的条件难以保证。如果人类有了改造火星的能力，那我们是不是可以花点时间精力把我们的地球打理得更好。张荣桥先生的话，初听起来确实有一定道理，但仔细想想感觉哪里不对。 
     
  首先，火星是有氧气的，只是氧气含量低而已。而且，如果火星上确实存在地下水，那么氧气跟能源的问题就不算大问题了。因为初中化学就学过电解水的知识，这个问题解决起来也简单得很。火星上大气的主要成分是二氧化碳，把二氧化碳收集到一起，采用种植植物的方式，亦能得到清洁的氧气。 
     
  至于火星上温度低的问题，这个就更好解决了。一是利用太阳能制热，因为火星也处于太阳系宜居带内。二是利用电解水产生的氢能源给人类服务，最不济就是火星地下，利用天然的洞穴或者人工洞穴，这个简单的温度问题根本难不倒人类。这一点，我就很佩服马斯克先生，敢想也敢做。 
     
  众所周知，地球是人类文明的摇篮。人类早晚要走出这个摇篮走向星辰大海，这是人类必然的发展历程。这跟保护地球是两个事情，是两个不同的问题。地球早晚会资源枯竭，假设6000万年前恐龙有了智慧，在其他行星还有个家，那么恐龙还会灭绝吗？把人类永远困在地球，等于把所有鸡蛋放在一个篮子里，碰到流行病、核战争或者天体碰撞，那么人类面临的风险就很大了。

7. 天问一号正式出发探索火星，还要多久地球人才能变成火星居民？

在7月23日12:41，中国首个探测火星的机器彻底地在文昌航天发射场离开——这就是传说中的天问1号探测器，并且这个探测器由长征5号遥四运载火箭发射升空。
而它将会在7个月之后才能到达火星的附近，并且按照计划它会进入还火星的轨道，并同时寻找到最佳机会开始着陆巡视，最终完成科学家交给它的火星科学探测任务。
那或许有人要提出疑问，我们终于能够开始探索火星，并且开始了火星探求之旅，那么我们距离能够登上火星并且成为火星的原住民，还有多远呢？其实还真的不远——差，也就是差在了一个人造磁场而已。
火星常常被认为是第2个地球，原因就是二者有许多的类似之处，比如在火星形成的伊始，这里也有十分强大的磁场，并且火星在数年之前气候温暖湿润，十分适合生物的成长，但是现在反观火星的磁场基本上虚无缥缈，而且大气层也变得十分的薄弱，整体气候和之前相比，干燥及寒冷，十分不利于生物的生长，那么如果能够造出强大的磁场，是否使得火星能够再次回到原来的状态呢？
而NASA的行星科学部主任詹姆斯，他赞同了这个观点，他认为如果是有人为的介入，也不需要数万年，几百年之内，这些变化或许就可以实现。
其实NASA已经在总部举行了一个会议，这个会议是研讨会，关于如何科学地去建立火星的磁场，并且正确的改善火星的气候，同时在这场研讨会上，科学家们展示了模拟的实验，并且拿出了相关的模型以及许多初期设想的文稿。
NASA最初的想法是建立一个磁力保护层，以此来保护火星的磁场免受外界的伤害，同时太阳粒子也会对火星带来不小的伤害，当然这实际上是一个盾牌，可是这个盾牌是由一个巨大的偶极子组成。
在日常生活中，人类可以把它看成是一个闭合电路，并且这个闭合电路已经强大到能够人工自发地产生一些磁场。在日常模拟实验中，火星只会位于人造磁场最安全的地方，换言之这个磁场将会发挥它的重大作用，去保护火星。而模拟实验的结果也是让人喜出望外，在这种情况下，太阳风对火星大气的影响逐步减弱，并且破坏将会停止，因此倘若能够一直保持这样的情况，火星的气候就发生了重大的变化。
而关于时间NASA也给出了具体的解释，现在一个重要的关键就是我们已经知道火星的磁场在从前，由于很多不可抗力以及未知原因，早就消失了，并且太阳风从当时就一直在剥夺火星的氧气，因此在某些程度上可以说太阳风与火星的逸出气体保持了微妙平衡。
但是现在根据他们已有的模型，还需要加些物理学的模型，毕竟随着时间的推移，动力学的知识会变得更加的重要，并且由于加入了物理学的知识，他们就能够计算根据时间推移火星将在何时出现高气压火星又在何时出现大气层，接着出现高气压。就意味着气温会上升。因此有可能会出现一些湿润的状况，这种推测出了新的平衡又将是什么样子，科学家们都没有办法定论，所以具体时间也是无法推测的。
只有满足了各方条件温度上升的火星，才会在此可能成为类地球的宜居星球。

8. “天问”着陆火星旧大陆，能否探测到生命体，火星移民还会远吗？

文/山河
  
  在浩瀚的天空中飞行七个月是什么感受？连续飞行4.7亿公里又是什么感受？这就得问问我国第一个火星探测器“天问一号”了！
  
  我们耗费如此大的人力、物力并不仅仅只是想看看火星山川地貌、天空河流。早在2015年，美利坚就探测出火星有水源以及湖泊的存在，作为太阳系中与地球环境最为相似的星球，水源的存在实在是太过令人欢喜了。因为水是生命之源，有水的地方就有生命存在，那么出现湖泊的火星是不是也用生命体呢？这就是我们探测火星的重要意义之一！
  
   
  
  当然了，当我们提问到到天问的总设计师，什么时候可以考虑移民火星的计划时，得到的答案是，地球的环境比火星要好很多，我们为什么要选择去改造火星，而不是多花些时间和精力把地球打理的更好呢。我们敬佩总师这种把心放在当下的态度。不过热心的网友可觉得，我们的想法可以更大胆些。一些网友现在可能更关心火星能不能种菜呢。
  
  地球上存在的已知古文明，以及最近我国出现的“三星堆”文明都带给全世界科学家太多的未解谜题，当然还有“地球是怎样的形成”的这一个最为困扰所有人的问题。那么作为地球的孪生兄弟，火星是怎么形成的？揭开火星形成的谜题是不是可以知道地球的演化、形成原因了？
  
  “奔月”梦想已经完成了，我们成功的把神话变成了现实，那么下一步就该实现自己的“神话”了！作为行星，火星与地球是极为相似的，无论是地貌、资源、引力等等，它就像是地球的双胞胎弟弟，极为适合人类生存的“同胞星球”，我们完全可以想象，地球被人类开发到极致之后，等待我们的将会是什么？所以，登陆火星也是对人类下一步的完美规划！
  
   
  
  “天问一号”的成功着陆对我国有重大意义，它代表着我国已然突破航曾经的空难题。“天问一号”火星探测器选择的着陆点是科学家们长期研究得出的一个平原—乌托邦平原，剧科学家称，乌托邦平原很有可能是古海洋，而其相邻为古大陆。我们的“天问一号”刚好着陆于乌托邦平原南部，与古大陆是“邻居”，这就让我们的研究非常便利了，不用耗费更多的资源去特意寻找某一处。并且这两处地方，有极大的可能会让我们的“天问一号”成功完成火星生命探寻的任务，与“火星本体科学”探寻任务相比较，“生命”才是重中之重，倘若真的寻找到生命的存在，这对全人类来说将会是一个重磅信息。生命的出现也就代表着第二个栖身之地的诞生！
  
   
  
  “天问一号”成功软着陆于我国科学家在指定的火星预选点，并且它的着陆方式就像是中国古代神话故事的神仙着陆一样！随着祝融号传达回的监测信号，举国沸腾！让我们一起来看看“天问一号”是如何实现毫发无损的软着陆，“天问一号”进入火星轨道后，地面科学院人员也一起参与了着陆前的“惊心动魄”，在这九分钟内，“天问一号”进行了各种减速、悬停、避开障碍、下降四个整体阶段。随后，火星车按照预先指令进行成像、自我检查、自动驾驶离开着陆平台开始真正意义上的火星探测任务！
  
   
  
 
  
  既然我们已经踏出了这第一步，这也预示着我国下一步的太空探险任务将会稳步进行！中国古代神话故事，将会在不久的将来，因为伟大的中国科学家们变成现实！