火星之路：NASA的30年

网易科技讯 06月25日消息，在勇气号、机遇号无人探测器登陆火星的宣传片片尾NASA留下了“Dare Might Things（挑战不可能）”的标语。现在两个探测器都如愿以偿踏入火星领土，NASA在接下来的30年中又有什么打算呢？

NASA希望（奥巴马总统也希望）能够发射载人飞行器，让人类第一次踏上火星的土地。但是在那之前，火星之路上的重重阻碍必须一一得到解决。很多零件还没有被发明出来，NASA已经开始给火星任务打地基了。对航空航天局充满技术术语的文件进行分类汇总，你可以捋出NASA科研的大致方向。希望所有太空任务的创新也能在地球上找到用武之地。火星离我们还很远，但在接下来的一二十年内将会近很多。

NASA首席科学家 David Miller表示接下来几十年中开发的科技将会在火星任务中起到“关键作用，甚至会创造新的工作岗位，激发年轻人们探索未知的热情。让我们的种族变成一个生活在整个太阳系而不仅仅是地球的生物。”在这光明的前景实现之前，有多重困难摆在我们面前：轻型材料、先进动力供给系统、人造重力、可持续食物供给以及纳米材料等等。

火星之旅注定是一次漫长而缓慢的行军，第一站将在地球轨道上，大多数人类太空健康方面的研究都在这里进行。仅仅把宇航员绑在火箭上发射出去是远远不够的，NASA需要保证每一位宇航员都能活着抵达火星。这些研究一般在国际空间站上进行。至此我们就遇到了第一重难关：如何度过空间站到火星之间的遥远距离？NASA已经在小行星任务上试验过Orion载人飞行器，这种太阳能驱动的飞行器很可能是我们的解决方案。我们还没有讨论抵达火星之后的生存问题，现在讨论这些是不是有点早？绝不是。NASA需要10年到15年的时间把全套科技和装备在火星上安置好。

再下一步，NASA打算探索火星的表面和它的几颗卫星。在这个第四阶段，人类已经从探索者变为先驱者。NASA将尝试建立火星基地，并减少对地球的依赖。关于自给自足生态系统的描述在NASA的文档中一遍又一遍地出现。

宇航员

任何登陆火星的计划中最脆弱、最无价的部分都是宇航员。人类生命供给系统最重大的研究预计会在2025到2030年取得成功。人类身体能承受的辐射量还不清楚，NASA正在寻找避免宇航员受到辐射的方法。目前太空旅行中90%的水和略少于50%的氧气是废物再循环的，对消耗品的重度依赖是NASA必须解决的问题，需要将顶尖技术再推进一步并进行大量测试才有可能克服这个困难。

太空服也亟需改进，NASA需要宇航员能进行长时间的户外活动。新宇航服需要具备内部废物处理系统、水供给系统，同时安全性也要得到提高。未来宇航服还将提供助力系统，并减小重量。NASA还计划增加语音控制系统和导航系统。除了新设计，材料的改进更是重中之重，灰尘防护、供能等优势完全来自材料选择。

纳米技术和纳米材料一定会推动任何NASA开发的装备的性能。高导电性纳米材料替代传统电线，将减少90%布线重量。

飞行器

“在太空中，没人能听到你的尖叫。”NASA正在投资减少飞行次数，提高推进力和减少系统复杂度来让飞行更加安全持久。这些科技突破可能会彻底改变人类太空探索的方式。电力推进采用静电或电磁场加速喷射剂产生推力，而太阳帆通过巨大的表面区域反射太阳质子或大气分子来获得动量。太阳帆的可持续性使得它们非常适合用于日地之间的探索飞行，同时也是驱动深空卫星的廉价方法之一。

NASA也在研究一些略显“科幻”的技术，比如激光驱动，通过地面或空间站发射的激光加热推进器或反射光子的动量来驱动飞船。聚变推进使用核反应来产生热量和动力。反物质驱动更为先进，使用高浓度的氢产生大量的能量。如果反物质技术听起来很科幻的话，别着急张大嘴巴，NASA的文件夹里还有关于时间、重力、量子真空等等技术的新突破。

物资

能量大小不是太空航行所需要考虑的唯一因素，有时候为了效率、可靠性和价格要做出一定的牺牲。但NASA不打算妥协，当先进能量储存技术研究取得成功，曾经不可能的任务将变为可能。NASA的研究成果将可以与地球技术完美融合：燃料电池、可移动电池、电动汽车，这些都会直接受益于先进能量储存技术的突破。新回收系统可以从废热中回收能量，增进效率节省燃料。

为了能够成功抵达火星，NASA估计整个探索队需要2.5万公斤氧气，先进的储存技术和再循环技术将可以延长宇航员的停留周期并扩展在火星上的探索范围。探索队还需要设备来制造各种工具：激光切割和3D打印都是备选计划，有了这些设备，工具可以在地球上设计并以数据的形式传给飞船。

另外，除了氧气和水源，人类还需要吃饭。NASA必须努力减少飞船携带的物质质量。他们需要生态食物再生系统（大概包括植物等）来生产食物。未来宇航员的菜单可能更丰盛一些。

在人类抵达火星之前，NASA还有很多很多事情要做。如果NASA一一克服了困难，人类的太空旅行将踏上一个全新的台阶。星辰大海也将不仅存在于我们的口号当中，而是真切地展现在我们眼前。

（恒）