上火星还可以“回家”?火星土壤可能作为火箭燃料让人类回地球

作者:文/邓兴菊

火星,人类生活在地球上讨论最多的影响,因为人类科学基本把它定义为了“人类的第二地球”。这么多年来,人类一直在不断的想办法进行火星的登陆以及移居,包括提出来的火箭“推动器”重复使用,那么人类登陆到火星上去,怎么样才能回来呢?确实,我们不能够只想到如何上火星,上去了怎么回来也是一个重大的问题,美国宇航局科学家已经公布了一个“回家”的好方法。

NASA团队已经开发了一个名为“原位资源利用(ISRU)系统”,这个系统主要是利用在火星上。没错,这个系统其实就是要与一个机器人相结合,预计在2038年进行火星表面的活动,利用它来进行火星资源的开采,人类登陆火星的目的就是开采, 甚至殖民者,然后从火星土壤中提取火箭燃料。来完成人类地球与火星之间的链接,因为科学家们认为火星的土壤之中含有微量的水,可以利用ISRU使用电解将其剥离成氢气和氧气。

这样我们就可以收集到一部分的氢气原创,然后将氢气与红色星球大气中的碳结合,形成甲烷。这样可以利用的火箭燃料就出来了,NASA计划在人类火星任务之前将ISRU系统,以及从地球表面收集土壤的机器人发送上去,让这个工作提前进入,看上去这个理论有点像是科幻,但是并不是这是科学家们实实在在的一项研究成果。

美国宇航局以及想到建设相关的问题,通过初步预估,如果为了将1公斤燃料从地球运送到火星,如今的火箭需要在运输过程中燃烧225千克燃料 ,发射到低地球轨道,然后进入火星,再次减速下来进入火星轨道,最后放慢到火星表面的安全着陆。我们需要225吨燃料来输送一吨水,一吨氧气或一吨机器。解决这种苛刻算法的唯一方法是在现场制造水,氧气和燃料。

而这个方法就是为了解决这个问题,人类不需要运输,而是直接的进行分解,不过这个太空挖掘机,也就是我们说的“机器人”困难还是很大,因为通过初步的观察来看,我们火星存在大量的沙尘物在表面上,要想进行开采火星可以利用的土壤,还是比较困难,至少从机器人的结构来看,是需要进行深入的。在低纬度地区还好,石膏沙丘由约8%重量的水组成,更加利于开采,稍微后尘的区域,就不那么容易了。

水是火箭燃料不可缺少的一部分,通过将水分子与电解槽分离成氢气分子(H 2)和氧气分子(O 2),然后分别压缩和液化这两种气体,我们可以合成最常见的燃料和氧化剂用于液体燃料火箭发动机。火星具有足够的碳。火星大气层由96%的二氧化碳气体分子组成。捕获碳是二氧化碳冷冻机的工作; 它基本上是用稀薄的空气制造干冰,所以提取和利用是最方便的。根据美国宇航局多年的研究经验来讲,它将于2012年登陆,火星的2020火星车将于2020年发射,可能正式的实施该计划,让人类提前走入到登陆火星的计划之中。谢谢大家阅读!

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