美国曾计划火星载人登录计划“罗伯特火星计划”为何放弃了

伤我心太深

　　美国火星载人考察计划

　　美国有自己考察火星的计划，按原计划在2012年7月4日的美国独立日这天，把6名航天员送上火星。航天员将在两个形状很像扁平罐头盒的生活舱中生活约60个昼夜，远离火星基地考察必不可少的交通工具——火星越野车停靠在生活舱近旁。



　　图：这是美国计划在火星上安装的自动化程序化学处理机，用于把火星上的固态二氧化碳(干冰)加工成火箭推进剂甲烷。

　　当考察使命接近尾声时，航天员将用火星大气制造返回飞船所需的推进剂，他们加注完推进剂后返回轨道，换乘在那里等候他们的飞船，途中，一艘轮值航天员的飞船将迎接他们返回地球——NASA专家们制定的“太空旅行和开发火星计划”的总特点就是这样。NASA专家们花了4年时间制定了该计划，并把该计划的开支压缩到最大极限。1989年，美国总统佐·布什初步准备实施该计划，但由于该计划投资为2000亿美元的天文数字，故被取消。

　　于是，又制定新的火星载人考察计划，该计划准备将3名航天员送上火星，计划12年完成，预计支出250亿—500亿美元。该计划打算在载人飞船发射之前先把3艘火星货运飞船发射入轨。


　　第一艘火星货运飞船计划2009年飞往火星，它的任务是，把一艘加满推进剂的飞船送上火星轨道，考察火星的航天员将乘这艘飞船返回地球。
　　第二艘火星货运飞船确保把一个未加推进剂的小型火箭飞船送到火星上，要知道，火星大气主要是由二氧化碳组成，而二氧化碳恰恰是制造这种小型火箭飞船推进剂的原料，航天员将乘坐这艘小型火箭飞船飞上在轨道上等待他们的飞船。

　　第三艘火星货运飞船将把生活舱、实验室和核能发电机组运到火星上。


　　可是，航天专家们认为，尽管提出许多火星载人考察方案，但是，还没有一个最合理的方案。除NASA提出的开发火星的官方计划外，在美国普遍议论国际火星协会会长、设计工程师朱·罗伯特提出的方案。从1991年至今，朱·罗伯特一直在精心设计它的“直击火星”的宏伟计划，该计划不仅包括对火星载人考察的全面组织，而且还包括在火星上建永久基地。


　　“罗伯特火星计划”是建筑在超大功率运载火箭“战神”号的基础之上的，这种火箭能把121吨重的有效载荷送上300千米高的近地轨道，或把59吨重的有效载荷送上月球，还能把47吨重的有效载荷送上火星。该运载火箭的第一级的推力为887764千克，第二级的推力为113500千克，它们都是以液氧和液氢为推进剂工作的。火箭的第三级是装有固体火箭发动机的很有前途的“穿梭”号飞船。


　　朱·罗伯特建议，在人永久移居到火星轨道之前，应首先向火星发起几次冲击，因此，他于1991年提出实现火星载人考察的“直击火星”计划方案：




　　图：登上火星的航天员借助封闭式火星越野车去各处考察。


　　第一阶段：原计划在1996年12月发射一枚“战神”号运载火箭，把40吨货物送上火星，这些货物包括：1个“返回地球航天器1”号;2—3辆火星车;1台可用火星大气直接生产火箭推进剂的自动化程序化学处理机;供自动化化学处理机使用的100千瓦的原子反应堆和6吨液氢。氢是把二氧化碳变成甲烷和水的工艺流程中必不可少的成分，然后把获得的水通过电解法电解成氢和氧，氢参与循环，氧经压缩备用。1台程序化学处理机总共应能生产24吨甲烷和48吨氧，还有36吨液氧计划直接把火星大气中的二氧化碳分解后制取。这样一来，考察火星所需的107吨火箭推进剂——“返回地球航天器1”号所需的96吨推进剂和火星车所需的11吨推进剂全部落实。


　　第二阶段：两艘“战神”号运载火箭原计划在1999年发射，向火星运送80吨载荷，其中包括一个生活舱(直径8.4米，高4.9米，总重35吨)和够4名航天员用3年的食品储备、从火星轨道返回和软着陆所需的一台发动机缸体和确保不少于1000千米“远征”的装有氧-甲烷发动机的密封式越野车。

　　乘载航天员的飞船将按照安装在“返回地球航天器1”号上的信号塔在火星上着陆，万一飞船未能在预定地点着陆，航天员可乘坐密封式越野车抵达主基地。

　　朱·罗伯特还建议，除主要发射“战神”号运载火箭外，还应另外发射一枚辅助火箭，它应比火星载人考察队的飞船提前几天发射，其目的是把备用的“返回地球航天器2”号提前运抵火星，万一“返回地球航天器1”号发生故障或意外事件，航天员可乘坐“返回地球航天器2”号返回地球。如果火星载人考察计划进展顺利，万无一失，“返回地球航天器2”号可留在火星上等待下一批“火星移民”。


　　首次考察火星的“直击火星”计划约进行18个月，考察和研究以主基地为中心的方圆500千米半径内的火星地域。

　　朱·罗伯特在反复研究火星考察方案时，决定把“战神”号运载火箭第三级用作核发动机飞船，在这种情况下，向火星运送的有效载荷可增加50%，这样一来就可以在火星上建“移动式”基地，这种基地可以从一处迁移到另一处，从而使航天员考察队在550天的火星考察期间考察和研究火星上的18个地区。但遗憾的是，朱·罗伯特提出的这一“直击”火星的宏伟计划仍处在研讨阶段，由于NASA底气不足，把“火星载人考察”条款从他们那有前途的计划中删除，给不远将来即可付诸实施的“罗伯特火星载人考察计划”的希望打上个红叉。