阿波罗时代的载人火星飞船(幻想创造奇迹)

最早提出载人火星飞行设想的是冯·布劳恩,1946年他就提出“火星飞行计划”,从此以后美国和苏联的科学家就开始研究这个问题,并不断推出各种各样的载人火星飞行方案。
上世纪60年代后期,美国以冯·布劳恩为首,苏联以科罗廖夫为首,分别提出一系列的载人火星飞船设计方案。直到70年代,由于美国阿波罗登月计划结束和苏联N1运载火箭计划被撤消,载人火星飞船的设计工作才暂时停止下来。
进入80年代以后,由于美国发展航天飞机,苏联发展空间站和研制新型的大推力运载火箭,“火星热”又重新抬头,而且形成美苏之间“火星竞赛”的形势。后来因苏联解体,这场“竞赛”也就不了了之。
尽管美国几届总统都宣布将载人火星飞行作为国家的长期发展方向,但从来没有认真地组织和落实。因此上述所有载人火星飞船的设计工作都是非官方的行为,没有得到政府的任何经费支持和资助。2004年初,美国总统布什提出新的航天计划,而且提出人类飞往火星的雄伟目标。但这项宏伟计划能否真正落实,美国能否最终将人送上火星,人们还要拭目以待。
以下将40多年来科学家设计的各种各样的载人火星飞船作简要介绍。
1959年,苏联科罗廖夫手下的一批工程设计人员设计出一种载人火星飞船,能乘坐3人。飞船长12米,最大直径6米,重75吨。飞船内居住舱容积25立方米。计划于1971年6月8日发射,1974年7月10日返回地球,整个飞行时间为三年一个月零两天。可惜飞船并不降落在火星上,只作环绕火星的飞行。
冯·布劳恩1946年提出载人火星飞行计划,1948年进行工程设计,1952年正式发表。他认为飞往火星需要由10艘飞船组成的一支小型舰队,航天员至少70名,这些飞船的结构件都用一种特殊的渡船运到地球轨道上,然后在地球轨道上组装起来,这些渡船至少需要运送950次,历时8个月。
有3个着陆器先后在火星表面着陆,负责将149吨的物资运送到火星表面。着陆以后,这3批人要进行400天的勘察,最后要保证50多人的大队伍安全登上火星并顺利返回地球。
1954年,美国陆军弹道导弹局的工程师斯图林格设计出一种用核反应堆或太阳能收集器推进的火星飞船,能乘坐20人。飞船长46米,重660吨,有效载荷130吨。计划于1980年发射,来去各需要402天,在火星上停留472天,总共需要1276天,也就是说要飞行3.5年这些人才能返回地球。
1962年,美国航宇局马歇尔航天中心设计出一种火星飞船,能乘坐6人,飞船长47米,最大直径14米,居住舱容积4800立方米,重170吨。先用巨型火箭将飞船发射到近地轨道上,然后于1970年7月再从地球轨道飞往火星,总飞行时间630天。飞船也不在火星上着陆,只作环绕火星飞行。
1963年,美国航宇局艾姆斯研究中心要求TRW公司设计一种火星飞船,能乘坐6人。飞船长17.8米,最大直径6.10米,重650吨。计划使用土星5号火箭于1975年发射,飞往火星需200天,在火星上停留10天,返回地球需220天,总共飞行时间为430天。
1983年,美国行星学会经过9个月的研究,设计出一种快速载人火星飞行方案。用航天飞机进行18次飞行,将160吨的设备运送到地球轨道上,然后组装成两艘火星飞船。这两艘飞船由四部分组成:38吨的星际飞行器、19吨的火星轨道器、54吨的火星着陆器和10吨的离开火星飞行器。飞船乘4人,2003年发射,飞往火星192天,在火星上停留30天,返回地球499天,总飞行时间721天。
1968年,美国波音飞机公司经过14个月的紧张工作,设计出一种载人火星飞船。飞船能乘坐6人,长177.4米,最大直径30米,居住舱容积200立方米,重1225.5吨。飞船研制费用300亿美元。飞船用热核火箭,计划于1985年发射,飞往火星200天,在火星上停留390天,返回地球230天,总飞行时间820天。
1969年5月,苏联设计出一种称为“火星探测复合体”的飞船。飞船能乘坐6人,长175米,最大直径4.10米,重150吨,设计寿命630天。计划于1980年发射,飞往火星和返回地球各需300天,在火星轨道上停留30天。在轨道停留期间有3个人乘着陆飞行器下降到火星表面,在火星表面停留5至7天。
1971年,美国航宇局设计出一种载人火星飞船。这种飞船是用航天飞机发射,能乘坐5人,飞船长140米,最大直径22米,重1900吨。飞往火星340天,在火星上停留30天,返回地球200天,总飞行时间570天。
1984年7月,在美国火星探测计划会议上提出建立永久性火星基地的设想,同时提出要研制两种火星飞船:运货飞船和载人飞船。这两种飞船的结构件首先由航天飞机运送到空间站上,并在空间站上组装起来,然后再飞往火星。载人火星飞船能乘坐6人,飞往火星195天,在火星表面停留730天,返回地球900天,总飞行时间1825天。这是一种能在火星表面作长期停留的飞行方案。计划于2007年发射,在发射载人火星飞船前,先发射运货飞船,然后再发射5艘载人火星飞船。最后达到火星的总人数为30人。
1986年,美国女航天员萨丽·赖德领导着一个工作组,负责为航宇局制定长远规划,在规划中萨丽·赖德提出进行载人火星飞行的建议。萨丽·赖德也是建议建造两种飞船,将载人和运货分开。载人火星飞船能乘坐6人,飞往火星240天,在火星上停留20天,返回地球150天,总飞行时间410天。计划于2004年底发射,2005年在火星表面着陆。
1988年,美国航宇局制定了一个名为“火星进化”的载人火星飞行方案。该方案将整个火星飞行分为两步:第一步是在月球上建立前哨站,第二步是飞往火星。月球前哨站的作用是为载人火星飞行提供氧气和燃料。载人火星飞船能乘坐8人,飞往火星250天,在火星上停留370天,返回地球330天,总飞行时间950天。计划于2004年开始完成第一阶段任务,2013年从月球上发射载人火星飞船。
1989年,美国航宇局经过90天的研究以后,提出一个称为“90天研究”的载人火星飞行方案。根据该方案,完成整个载人火星飞行需要2580亿美元。载人火星飞船能乘坐4人,飞往火星200天,在火星表面停留600天,返回地球200天,总飞行时间1000天。飞船从地球轨道上发射,这时的重量为1300吨,到达火星表面以后,在火星表面的重量为23吨。
1991年,美国航宇局艾姆斯研究中心与马丁公司合作,共同提出一个名为“火星直航”的载人火星飞行方案。所谓“直航”就是从地球到火星直来直去,不经过其它地方。该方案要求发射两艘飞船:第一艘是运货飞船,船上装载一个返回地球飞行器和一个能在火星表面生产推进剂的车间,生产的推进剂供返回地球飞行器使用;第二艘是能乘载4人的载人飞船,这些人在火星上进行18个月的科学考察后,然后乘坐返回地球飞行器返回地球。计划于1997年发射,载人飞船重160吨,总飞行时间880天。
1993年5月,美国航宇局在“火星直航”方案的基础上又提出一个新的方案,称为“设计参考任务”方案。前一方案使用的是化学推进剂,而新方案使用热核燃料。飞船能乘坐6人,飞往火星150天,在火星上停留610天,返回地球120天,总飞行时间880天,飞船发射到火星上的重量为208吨,该方案的一大特点是需要研制一种能发射240吨有效载货的重型运载火箭。
1999年,美国火星学会与加州理工学院合作,提出一种更加安全的载人火星飞行方案。按照该方案,除了载人火星飞船以外,还要设计一种火星上升飞行器(MAV),用于将人员从火星表面发射到火星轨道上;一种返回地球飞行器(ERV),用于将人员从火星轨道送回地球;一个火星表面居住舱,供火星探险队在火星表面生活和工作。火星飞船能乘坐5人,飞往火星时间134天,在火星表面停留时间570天,返回地球时间146天,总飞行时间850天。计划于2011年开始实施。
2000年12月,俄罗斯提出“火星载人轨道站”计划。所谓“火星载人轨道站”实际上就是一艘巨型载人火星飞船,重400吨,用俄罗斯的重型火箭将结构件发射到地球低轨道上,一共发射四次,在低轨道上组装起来。飞船乘坐6人,长600米,最大直径6米,到达火星表面的重量仅有35吨。飞船飞往火星时间415天,在火星表面停留时间30天,返回地球时间285天,总飞行时间730天,计划于2017年发射。
1998年春天,美国航宇局又提出一种载人火星飞行方案。首先要研制出一种能发射89.5吨有效载荷的运载火箭,用这种火箭将载人火星飞船和其他设备发射到地球低轨道上,从低轨道又上升到高轨道,然后再从高轨道飞往火星。从地球到低轨道的发射要进行三次,计划在2011年发射,载人火星飞船能乘坐4人,飞往火星时间200天,在火星上停留580天,返回地球时间190天,总飞行时间970天。
1997年7月,美国航宇局在“设计参考任务”方案的基础上又设计出一种新型载人火星飞船。这种飞船乘坐6人,飞往火星时间150天,在火星上停留时间610天,返回地球时间120天,总飞行时间880天。飞船重137.4吨,与1993年的“设计参考任务”方案不同的是,不需要研制重型运载火箭,火星飞船的重量比1993年的方案减轻了75吨。最早提出载人火星飞行设想的是冯·布劳恩,1946年他就提出“火星飞行计划”,从此以后美国和苏联的科学家就开始研究这个问题,并不断推出各种各样的载人火星飞行方案。
上世纪60年代后期,美国以冯·布劳恩为首,苏联以科罗廖夫为首,分别提出一系列的载人火星飞船设计方案。直到70年代,由于美国阿波罗登月计划结束和苏联N1运载火箭计划被撤消,载人火星飞船的设计工作才暂时停止下来。
进入80年代以后,由于美国发展航天飞机,苏联发展空间站和研制新型的大推力运载火箭,“火星热”又重新抬头,而且形成美苏之间“火星竞赛”的形势。后来因苏联解体,这场“竞赛”也就不了了之。
尽管美国几届总统都宣布将载人火星飞行作为国家的长期发展方向,但从来没有认真地组织和落实。因此上述所有载人火星飞船的设计工作都是非官方的行为,没有得到政府的任何经费支持和资助。2004年初,美国总统布什提出新的航天计划,而且提出人类飞往火星的雄伟目标。但这项宏伟计划能否真正落实,美国能否最终将人送上火星,人们还要拭目以待。
以下将40多年来科学家设计的各种各样的载人火星飞船作简要介绍。
1959年,苏联科罗廖夫手下的一批工程设计人员设计出一种载人火星飞船,能乘坐3人。飞船长12米,最大直径6米,重75吨。飞船内居住舱容积25立方米。计划于1971年6月8日发射,1974年7月10日返回地球,整个飞行时间为三年一个月零两天。可惜飞船并不降落在火星上,只作环绕火星的飞行。
冯·布劳恩1946年提出载人火星飞行计划,1948年进行工程设计,1952年正式发表。他认为飞往火星需要由10艘飞船组成的一支小型舰队,航天员至少70名,这些飞船的结构件都用一种特殊的渡船运到地球轨道上,然后在地球轨道上组装起来,这些渡船至少需要运送950次,历时8个月。
有3个着陆器先后在火星表面着陆,负责将149吨的物资运送到火星表面。着陆以后,这3批人要进行400天的勘察,最后要保证50多人的大队伍安全登上火星并顺利返回地球。
1954年,美国陆军弹道导弹局的工程师斯图林格设计出一种用核反应堆或太阳能收集器推进的火星飞船,能乘坐20人。飞船长46米,重660吨,有效载荷130吨。计划于1980年发射,来去各需要402天,在火星上停留472天,总共需要1276天,也就是说要飞行3.5年这些人才能返回地球。
1962年,美国航宇局马歇尔航天中心设计出一种火星飞船,能乘坐6人,飞船长47米,最大直径14米,居住舱容积4800立方米,重170吨。先用巨型火箭将飞船发射到近地轨道上,然后于1970年7月再从地球轨道飞往火星,总飞行时间630天。飞船也不在火星上着陆,只作环绕火星飞行。
1963年,美国航宇局艾姆斯研究中心要求TRW公司设计一种火星飞船,能乘坐6人。飞船长17.8米,最大直径6.10米,重650吨。计划使用土星5号火箭于1975年发射,飞往火星需200天,在火星上停留10天,返回地球需220天,总共飞行时间为430天。
1983年,美国行星学会经过9个月的研究,设计出一种快速载人火星飞行方案。用航天飞机进行18次飞行,将160吨的设备运送到地球轨道上,然后组装成两艘火星飞船。这两艘飞船由四部分组成:38吨的星际飞行器、19吨的火星轨道器、54吨的火星着陆器和10吨的离开火星飞行器。飞船乘4人,2003年发射,飞往火星192天,在火星上停留30天,返回地球499天,总飞行时间721天。
1968年,美国波音飞机公司经过14个月的紧张工作,设计出一种载人火星飞船。飞船能乘坐6人,长177.4米,最大直径30米,居住舱容积200立方米,重1225.5吨。飞船研制费用300亿美元。飞船用热核火箭,计划于1985年发射,飞往火星200天,在火星上停留390天,返回地球230天,总飞行时间820天。
1969年5月,苏联设计出一种称为“火星探测复合体”的飞船。飞船能乘坐6人,长175米,最大直径4.10米,重150吨,设计寿命630天。计划于1980年发射,飞往火星和返回地球各需300天,在火星轨道上停留30天。在轨道停留期间有3个人乘着陆飞行器下降到火星表面,在火星表面停留5至7天。
1971年,美国航宇局设计出一种载人火星飞船。这种飞船是用航天飞机发射,能乘坐5人,飞船长140米,最大直径22米,重1900吨。飞往火星340天,在火星上停留30天,返回地球200天,总飞行时间570天。
1984年7月,在美国火星探测计划会议上提出建立永久性火星基地的设想,同时提出要研制两种火星飞船:运货飞船和载人飞船。这两种飞船的结构件首先由航天飞机运送到空间站上,并在空间站上组装起来,然后再飞往火星。载人火星飞船能乘坐6人,飞往火星195天,在火星表面停留730天,返回地球900天,总飞行时间1825天。这是一种能在火星表面作长期停留的飞行方案。计划于2007年发射,在发射载人火星飞船前,先发射运货飞船,然后再发射5艘载人火星飞船。最后达到火星的总人数为30人。
1986年,美国女航天员萨丽·赖德领导着一个工作组,负责为航宇局制定长远规划,在规划中萨丽·赖德提出进行载人火星飞行的建议。萨丽·赖德也是建议建造两种飞船,将载人和运货分开。载人火星飞船能乘坐6人,飞往火星240天,在火星上停留20天,返回地球150天,总飞行时间410天。计划于2004年底发射,2005年在火星表面着陆。
1988年,美国航宇局制定了一个名为“火星进化”的载人火星飞行方案。该方案将整个火星飞行分为两步:第一步是在月球上建立前哨站,第二步是飞往火星。月球前哨站的作用是为载人火星飞行提供氧气和燃料。载人火星飞船能乘坐8人,飞往火星250天,在火星上停留370天,返回地球330天,总飞行时间950天。计划于2004年开始完成第一阶段任务,2013年从月球上发射载人火星飞船。
1989年,美国航宇局经过90天的研究以后,提出一个称为“90天研究”的载人火星飞行方案。根据该方案,完成整个载人火星飞行需要2580亿美元。载人火星飞船能乘坐4人,飞往火星200天,在火星表面停留600天,返回地球200天,总飞行时间1000天。飞船从地球轨道上发射,这时的重量为1300吨,到达火星表面以后,在火星表面的重量为23吨。
1991年,美国航宇局艾姆斯研究中心与马丁公司合作,共同提出一个名为“火星直航”的载人火星飞行方案。所谓“直航”就是从地球到火星直来直去,不经过其它地方。该方案要求发射两艘飞船:第一艘是运货飞船,船上装载一个返回地球飞行器和一个能在火星表面生产推进剂的车间,生产的推进剂供返回地球飞行器使用;第二艘是能乘载4人的载人飞船,这些人在火星上进行18个月的科学考察后,然后乘坐返回地球飞行器返回地球。计划于1997年发射,载人飞船重160吨,总飞行时间880天。
1993年5月,美国航宇局在“火星直航”方案的基础上又提出一个新的方案,称为“设计参考任务”方案。前一方案使用的是化学推进剂,而新方案使用热核燃料。飞船能乘坐6人,飞往火星150天,在火星上停留610天,返回地球120天,总飞行时间880天,飞船发射到火星上的重量为208吨,该方案的一大特点是需要研制一种能发射240吨有效载货的重型运载火箭。
1999年,美国火星学会与加州理工学院合作,提出一种更加安全的载人火星飞行方案。按照该方案,除了载人火星飞船以外,还要设计一种火星上升飞行器(MAV),用于将人员从火星表面发射到火星轨道上;一种返回地球飞行器(ERV),用于将人员从火星轨道送回地球;一个火星表面居住舱,供火星探险队在火星表面生活和工作。火星飞船能乘坐5人,飞往火星时间134天,在火星表面停留时间570天,返回地球时间146天,总飞行时间850天。计划于2011年开始实施。
2000年12月,俄罗斯提出“火星载人轨道站”计划。所谓“火星载人轨道站”实际上就是一艘巨型载人火星飞船,重400吨,用俄罗斯的重型火箭将结构件发射到地球低轨道上,一共发射四次,在低轨道上组装起来。飞船乘坐6人,长600米,最大直径6米,到达火星表面的重量仅有35吨。飞船飞往火星时间415天,在火星表面停留时间30天,返回地球时间285天,总飞行时间730天,计划于2017年发射。
1998年春天,美国航宇局又提出一种载人火星飞行方案。首先要研制出一种能发射89.5吨有效载荷的运载火箭,用这种火箭将载人火星飞船和其他设备发射到地球低轨道上,从低轨道又上升到高轨道,然后再从高轨道飞往火星。从地球到低轨道的发射要进行三次,计划在2011年发射,载人火星飞船能乘坐4人,飞往火星时间200天,在火星上停留580天,返回地球时间190天,总飞行时间970天。
1997年7月,美国航宇局在“设计参考任务”方案的基础上又设计出一种新型载人火星飞船。这种飞船乘坐6人,飞往火星时间150天,在火星上停留时间610天,返回地球时间120天,总飞行时间880天。飞船重137.4吨,与1993年的“设计参考任务”方案不同的是,不需要研制重型运载火箭,火星飞船的重量比1993年的方案减轻了75吨。