5千万公里长征，国内首次公布载人登火计划！核火箭是最佳选择？

据国内媒体“China daily”（中国日报）报道，航天科技集团公司在11月8日表示，“载人航天计划的下一步将是对月球的载人探索，(我们将)在月球上建立基地进行科学操作，扩大人类的宜居之地，并获得月球以外的深空探险的经验和专业知识。长期目标是将人类送入火星。”这是中国航天工业首次公开公布载人登陆火星的计划。西方媒体对这一公开十分感兴趣。

对此北京空间技术研究员庞之浩向媒体表示，人类登上火星非常有意义，并补充说，一些中国科学家已经提出在2050年之前完成载人火星任务。“向火星派遣宇航员将使人类有更好的机会在火星上寻找生命的痕迹。这一点很重要，因为在我们的太阳系中，火星与地球最相似，所以对那里存在生命的可能性的研究将使我们能够更好地了解我们的母亲星球上生命的起源和进化。”庞之浩说。

庞之浩表示，如果现有的无人飞行任务在火星上发现了任何形式的水，那么宇航员就可以被派往那里建立前哨基地，以探索大规模星际移民的可行性，尤其是在地球一旦发生灾难性的事件。然而他也承认科学家和工程师必须克服许多困难才能将载人任务发送到火星。首先火星离地球很远--最近的距离是5500万公里，这意味着往返需要500多天。其次，将载人火箭送入地球-火星转移轨道需要达到逃逸速度，即每秒11.2公里。”

其他应该考虑的因素包括前往火星的航天器与地球之间的通讯干扰，维持火星上运行的能源来源，以及宇航员在火星上的长时间停留所造成的健康风险。骨密度降低、空间辐射和心理健康问题将对宇航员和他们的任务构成威胁。科学家将需要开发一种可靠的可循环生命支持系统。同时，如果人类开发出某种改变游戏规则的推进系统，比如核动力火箭，那么火星旅行所需的时间将会大大缩短，任务的复杂性将会大大降低。

北京非营利性空间研究机构“小火箭联盟”的独立研究员和创始人邢强表示，人类现有的技术不足以载人登上火星，只能满足载人团队绕火星探测需要。他说：“载人火星之旅最关键的部分将是一枚超强火箭，该火箭配备了上级，能够进行多达六次轨道机动。火箭将携带如此多的东西--宇航员在火星上和返程过程中所需的所有必需品。即使中方在研的世界最大的长征九号火箭也不足以完成这样的任务。

对此，英国BBC、快报、美国IEEE协会网站都对这次公开进行了报道，称中国首次公开载人登陆火星的计划，是世界上仅次于美国的国家。尽管世界上还没有一个国家实现载人等火，但美国在向火星发射无人探测器上处于绝对领先的位置。美国IEEE协会网站称，中方公布载人登陆火星的计划，来源于该国在月球探测上的成功带来的信心，同时中方已经做好了2020年发射火星着陆探测器的准备。

航天科技集团公司已经公布了火星探测器的外形。据报道上海空间推进研究所已经完成了航天器的推进系统在火星着陆尝试的悬停，避险，减速和着陆阶段的测试。成功的测试验证了推进系统的性能和控制，其中一个发动机产生7500牛顿的推力将提供航天器着陆减速所需的大部分力量。之前已经完成了超音速降落伞的测试，需要减慢飞船进入火星大气的速度，这意味着中国的火星航天器已经接近为其任务做好准备。

根据9月份在日内瓦举行的欧洲行星科学大会-行星科学部联席会议上的介绍，中方现在已经选择了火星的两个初步着陆地点，着陆区大小约为100x40公里的椭圆区域。中国的太阳能火星车重达240公斤，是“玉兔”月球车的两倍。它将携带导航、地形和多光谱相机，一个地下探测雷达，一个类似于美国好奇号的LIBS仪器的激光诱导击穿光谱仪，一个火星表面磁场探测器和一个气候探测器。

如果一切顺利，中国将在2020年发射火星探测器，时间是7月底至8月初大约三周的窗口期，这段时间地球和火星相对位置有利，可以利用更近的霍曼转移轨道，航天器将在2021年2月左右到达这颗红色行星。如果这段时间不能完成发射，中方将需要等待26个月，才能在2022年进入另外一个发射窗口。

无论是有人还是无人航天器，登陆火星和登陆月球截然不同。火星的表面重力只有地球的38%，火星引力场增加了进入、下降和着陆测试的复杂性。火星的大气层太薄，不能帮助航天器降低速度，但是又足够厚，大气摩擦和压缩会产生极高的热量，足以威胁快速移动的航天器。这就要求登陆火星的航天器具有隔热罩和复杂的降落伞系统，这些系统需要在正确的时机大开和丢弃。

当宇宙飞船到达火星时，它将距离地球约1.5亿公里，这意味着以光速飞行的指令将需要大约8分钟才能到达目标。这意味着整个着陆过程必须自动化。在深空探测领域，这段时间被称为“恐怖的7分钟”。在这一关键阶段，有几次火星任务都失败了，包括冷战时期的多个苏联探测器、美国1999年发射的火星极地着陆器、欧洲航天局和俄罗斯航天局的火星着陆器。而如果载人登陆火星，风险性和安全要求就更大。

如果要保证载人登陆火星的安全，根本问题是要提高火箭的有效载荷。上文有国内专家提到的核动力火箭就是重要的技术途径。而在2018年航天科技集团有限公司运载火箭技术研究院下属的北京宇航系统工程研究所就有专家发表文章称，通过使用核热火箭发动机，以及8次地面发射、5次近地轨道对接，可建成重达8百吨左右的载人登陆火星飞船，而且除了空间反应堆技术之外，其他技术没有超出本国现有航天技术水平。