前路漫漫的火星登陸之旅
銳·聚焦
作者：陳禮英
早在2010年6月，中國誌願者王躍就參加了在俄羅斯進行的人類首次全麵模擬火星載人航天飛行——“火星-500”試驗，人類去火星與登月相比，還要克服哪些特殊的困難呢？
發射重量將大大增加
火星探測以難度大、失敗率高而著稱。統計顯示，40多年來，世界各國發起的30多次火星探測計劃中，有2/3以失敗告終。與登陸月球相比，人類登陸火星最顯而易見的困難就是太空飛行的距離大大增加。
有科學家指出，月球是圍繞地球運轉的衛星，平均距離差約38萬千米。即便如此，用現有的最大運載火箭，也要差不多三天時間才能到達。而火星和地球都圍繞太陽運轉，相互間的距離是一個變量。當它們處在太陽的同一側最短距離時，光速飛行大約要4分鍾；而當它們分處於太陽的兩側時，最長距離，光速飛行要20多分鍾。即使是最短距離也差不多有6000萬千米。用大推力火箭飛向火星，單程就需半年多時間，若加上在火星逗留的時間，模擬計算人類往返火星約為520天。
在這一年半的太空飛行時間內，宇航員生存所需的食品、飲料和氧氣，往返所需的燃料等都要隨艙攜帶。同時，長時間的飛行，需要給宇航員預留一定的活動空間，意味著軌道艙不能太小。這和載人登月以及無人探測火星的情況都大相徑庭，起飛重量成倍增加，而目前人類還造不出這麼大功率的火箭。
科學家除了在火箭技術上尋求突破外，還提出了另外兩種解決問題的辦法：一是把飛船、火箭和物資分批運到地球空間站上去，在空間站裏組裝起來之後再向火星發射；二是利用月球作“跳板”，在月球上中轉“加油”再飛向火星。
克服較大的火星引力
火星引力差不多是月球的一倍，這會帶來一係列的問題。首先是登陸火星所需的宇航服問題。當年“阿波羅登月計劃”中的登月服，在地球表麵的重量約為100千克，在月球表麵的重量是十幾千克，宇航員穿上後在月球表麵活動還是可以承受的。但如果在火星表麵，這套服裝的重量就變成了38千克，相當於扛著重物四處活動，這就顯得太笨重了。因此，必須研製出登陸火星的宇航服，它在地麵上的重量應該低於50千克。
同樣，由於火星引力比月球大了一倍，返回火箭要克服的引力也大了一倍，登陸艙與繞火星運行的軌道艙會合後，需要達到每秒5千米以上的速度，才能擺脫火星引力，踏上返回地球之旅。
此外，月球上完全沒有大氣，而火星上有稀薄的大氣。科學家們從地球上觀測發現，火星上的沙塵暴可能對返回火箭的發射帶來影響。
選擇發射窗口並非易事
火星和地球都繞太陽運轉，相互位置關係比較複雜，選擇發射窗口及飛行路徑是一項十分複雜的工作。
載人登陸火星，不但要選擇合適的發射窗口，還要考慮宇航員登上火星後，要有合適的返回窗口。一旦錯過了，火星和地球會越來越遠，等下一次火星與地球再恰逢最短距離時，已是780天之後了。
由於發射和返回的路徑都需要事先設定，因此發射和返回窗口不可能都處在最佳選擇，這需要進行複雜周密的計算。