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當地時間2月14日,莫斯科科羅廖夫航天控制中心,記者關注監視器畫面。在經歷257天的『飛行』後,俄羅斯『火星-500』試驗兩名志願者踏上『火星』表面並進行作業,整個出艙活動持續約1個半小時。中國志願者王躍留守登陸艙內將於18日出艙。 『火星-500』試驗由俄羅斯等國發起,其目的是了解未來前往火星的宇航員的心理和生理狀態,為未來載人探測火星積累經驗。由於從飛船發射、飛向火星、著陸到返回地球的一系列過程需要近500天時間,『火星-500』試驗將持續520天。 |
搭載著6名中國、俄羅斯、法國和意大利志願者的模擬航天器本月1日進入『環火星軌道』。12日,來自中國航天員科研訓練中心的志願者王躍,以及另外兩名分別來自俄羅斯和意大利的志願者乘坐的『登陸艙』模擬在『火星』表面著陸。14日,這兩名志願者打開『登陸艙』艙門並成功『登上火星』。按計劃,王躍將於18日『登上火星』。 |
俄羅斯志願者亞歷山大·斯莫列耶夫斯基和意大利志願者迭戈·烏爾維納身穿32公斤重的俄羅斯『海鷹』航天服,第一次走出登陸艙,踏上模擬火星表面。 |
志願者模擬出艙登陸的地點是火星『古謝夫隕石坑』,那裡被認為曾經是遠古湖泊。2004年美國『勇氣號』火星探測車在此著陸,吸引了航天界的廣泛關注。 |
他們還收集了『火星』表面的土壤樣本,裝入特制的收集袋中。俄羅斯聯邦航天署副署長維塔利・達維多夫說,目前俄羅斯正在研制用於飛往火星的航天器,20年內將做好飛往火星的准備工作。屆時,航天器將從位於阿穆爾州的東方發射場發射昇空。 |
志願者在『火星』表面進行訓練的場景。 |
2010年6月3日,志願者在進入封閉試驗艙之前,相互鼓勁。 |
中國志願者王躍。 |
昨天,一名俄羅斯志願者和一名意大利志願者作為第一乘組模擬登陸火星。 |
昨天,在俄羅斯首都莫斯科一處研究中心,『火星-500』試驗的一名俄羅斯志願者和一名意大利志願者走出登陸艙,成功實現在『火星』表面行走。這是人類首次成功模擬登陸火星。
據了解,此次登陸持續了一個半小時,兩名志願者穿著質量32千克的太空服,踏上用沙子和石塊模擬制作的『火星』表面,插下俄羅斯國旗、中國國旗和歐洲航天局旗幟。他們還用俄語和英語進行了演講,並采集了土壤樣本。
2月12日,登陸艙已與主艙分離,並在『火星』表面著陸,包括王躍在內的3名志願者將分批出艙,踏上『火星』表面開展科學研究。志願者將分組模擬登陸火星,王躍和俄羅斯志願者斯莫列耶夫斯基作為第二乘組,於18日模擬登陸火星。他們將身穿改裝的俄羅斯『海鷹』航天服,打開登陸艙氣閘,在火星表面開展作業。王躍將駕駛裝有機械臂和攝像頭的火星探測車,在火星表面采集岩石等。
據悉,第三組志願者於22日完成模擬登陸火星任務後,登陸艙將載著3名志願者脫離『火星』表面,進入環火星軌道飛行,24日與主艙對接。3名志願者將接受3天的隔離檢疫,於27日打開對接艙門,同主艙的其他志願者會合,開始返回地球。
解讀
萬裡長征纔走第一步
正在莫斯科進行的『火星-500』試驗,志願者模擬登陸火星。這次試驗在多大程度上能夠驗證真實的載人火星飛行?
並未模擬失重環境
『火星-500』試驗中方項目負責人陳善廣表示,『火星-500』試驗模擬從地球飛向火星、登陸火星以及返回地球的全過程,總共520天飛行。這是一次非常有意義的探索,但仍然是部分模擬驗證。它主要還是探索『人與環境』的相互作用,了解長期密閉環境下乘組的生理、心理問題及工作能力狀況等。從某種意義上說,主要從航天醫學的角度,部分地進行驗證,獲取相關數據等。試驗沒有模擬失重環境,並且是在地面靜止的試驗艙裡進行,反映不了飛行動力學特征。因此,這次試驗只是萬裡長征第一步。在人類真正登陸火星之前,類似的試驗還要做很多。
人類極限難以承受
陳善廣認為,人類要實現飛往火星,除了工程上需要突破的關鍵技術,最難的還是人的問題。即使有朝一日突破了載人航天器技術,但飛行過程中人行不行?這是很大的挑戰。『火星-500』試驗在地面還不能完全模擬這些狀況,實際難度大得多。而人類往返火星,不但超出了目前為止人類太空停留的極限,還要完成登陸火星等很多復雜的工作,這對航天員生理、心理的挑戰將是前所未有的。
陳善廣表示,近地軌道飛行試驗表明,長期飛行對人的心血管系統、骨骼肌肉系統都有很大影響。人類從離開地球、進入軌道、登陸火星表面,再到返回地球,要經歷失重、超重、低重力等多種重力環境,飽受重力變化之苦。這些變化對人體的影響,目前還缺少研究。在這次『火星-500』試驗中也沒有相應模擬,但將來必須得到充分驗證。另外,長期輻射效應也很明顯。人每一次進入宇宙空間都有輻射的危險,雖然有飛行器、航天服和藥物進行防護,但畢竟有限。尤其是太陽質子事件難以預測,對儀器和人的危害都很大。心理問題更不可忽視,長期處於狹小密閉的艙內、遠離地球家園帶來的孤獨感會很嚴重,還有乘組成員之間的文化、習性以及個性相容性等都是考驗。醫學保障也是個大問題。飛行途中航天員生病了怎麼辦?比如得了闌尾炎怎麼辦?所以這次『火星-500』試驗,要求志願者具有較高的自主性,因為地面支持非常有限。載人登月的通訊時滯是秒級水平,而火星飛行的通訊時滯達到20分鍾,人或者儀器設備出現問題後,地面支持甚至無能為力,航天員要能夠自主准確地處置。
專訪·中方項目負責人
真正登陸火星不能用傳統飛行器
昨天,『火星-500』試驗中方項目負責人陳善廣在接受記者專訪時表示,月球應該作為登陸火星中繼站,如果捨去載人登月,直接嘗試載人登陸火星,將風險極大。陳善廣還認為,將來真正進行星際探索時,傳統的飛行器未必能派上用場。
火星是人類登陸的理想選擇
記者:為什麼大家對火星格外關注?
陳善廣:這首先是基於人們對地外生命的探索。人們想,地球上有高等生命,按此推理,其他星球會不會也存在高等生命?除了這種探索未知的好奇心理,探索火星對於理解地球生命起源乃至宇宙起源都有幫助。近些年來,人們發現,地球家園不再像以前那樣美好。地球資源能夠維持多久?能否滿足人類可持續發展的要求?帶著這種危機感,人們希望能夠發現其他適宜生命孕育的星球,以延續人類文明,繁衍火種。火星是目前相對適宜人類移居的行星。在這些因素驅動下,人們把目光越來越多地投向了火星。
記者:為什麼說火星相比其他行星,更適宜人類移居和改造?
陳善廣:首先環境因素比較相似。火星有1%的大氣層,盡管比較稀薄,這對於人類生存繁衍非常關鍵,它對人體有保護作用。另外,火星的自轉周期為24小時37分,與地球幾乎一樣長。它以與地球相近的姿勢繞太陽公轉,一年中有四季交替和變化的氣候。不僅如此,火星探測器已證明火星上有水。這些都是有利於生命形成的環境因素。相比太陽系其他行星,火星是人類登陸比較理想的選擇。
登陸火星前必須先實現登月
記者:我國啟動了載人空間站工程,它對於火星探索有什麼意義?載人登陸火星之前還有多長路要走?
陳善廣:載人空間站是天基試驗的很好平臺。我國載人空間站建成後,將提供長期失重平臺進行相關問題的研究。實際上,在真正載人登陸火星之前,載人登月和月表居留是重要的一步。將來登火星的一個目標是為了居留,從這個意義上說,可以先把月球作為中繼站,建立月球基地,探索星際飛行的規律,為建立火星基地打下基礎。如果捨去載人登月這個環節,直接嘗試載人登陸火星,風險極大,航天員可能有去無回。
未來可能突破傳統飛行器技術
記者:你能否大膽設想一下,未來的載人登陸火星會是怎樣的模式?
陳善廣:將來真正進行星際探索,目前的模式恐怕不行。傳統的飛行器未必能派上用場,有人提出時光穿梭機,這聽上去與現在的認識不符,人們認為所有物質難以超越光速,但隨著人們對於宇宙認識的深化,將來有可能突破這一技術。包括『暗物質』的意義也不可小視,科學上新理論新技術的發展將來都會給星際航行帶來全新的模式。當然,前提是一步步紮實地做。一切皆有可能。
記者:如果人類真的在火星長期居留了,地球人是否會演變成新的物種?
陳善廣:人類之所以成為人類,是適應地球億萬年自然進化的結果。如果有一天地球人真的移居火星,適應新的火星環境,不排除產生新的生命樣式的可能。我們在近地軌道飛行中也討論過,失重環境下的人會孕育出什麼樣的生命?這個生命在失重環境下成長,功能會發生哪些變化?從科學意義上說,這些研究其實很有意義,但同時也涉及人類倫理學問題。
飛往火星至少需要兩年時間
記者:人類40多年前就登上了月球,為什麼登陸火星仍然看似遙遙無期?
陳善廣:載人登月現在炒得很熱。1969年,美國人捷足先登,率先在月球上留下了人類的足跡。現在很多國家都雄心勃勃提出登月的目標,但難度很大。相比之下,登火星的目標更加困難。飛行距離遠得多,飛行時間顯著延長。月球離地球大約38萬公裡,5到10天即可到達,一般2周可以執行一次往返任務。火星運行軌道形狀為橢圓,離地球最近距離約5000萬公裡,最遠距離則超過4億公裡。即使選擇近地點往返,也要兩年以上。
記者:這個時間意味著什麼?
陳善廣:目前人類太空連續飛行最長時間為438天,這個紀錄是俄羅斯航天員波利亞科夫創造的。目前航天界相關研究積累的時間長度就這麼多。火星飛行需要兩年甚至更長的時間,會帶來各方面挑戰。無論是從飛行器及燃料儲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,還要發展成熟的再生式生命保障技術以至受控生態生保技術,纔能綜合解決這一問題。
火星的重力加速度是0.38g,比月球大一些,這種低重力也會對航天員操作產生影響。火星車、火星服的設計制造都要適應這種重力變化。另外,探月時發現月塵非常細微,容易吸入肺中,需要采取專門的防護措施,類似問題在火星上也存在。這些環境對人的影響還需要進一步認識,目前的研究積累不夠。