《深空之眼》风行赫尔墨斯技能解析，

载人登火全过程浅析，看完你就知道为什么说马斯克移民火星是妄想

马斯克曾说希望10年内建造1000艘“星舰”，到2029年实现第一次载人登火，到2050年将100万人移民火星。这个梦想不可谓不疯狂，甚至已经超出了人类对于物理等部分学科的认知，一时之间在国内外获得了大批拥趸。前几天SpaceX刚刚发射失败的星舰就是其火星移民计划的重要组成部分。此事也在网络上引起了巨大反响，拥护派和反对派骂战不断，部分极端粉甚至借此贬低起了CNSA。那么马斯克的2050年百万人火星移民计划到底有没有可能实现呢？作为旗帜鲜明的反对派，我认为此事是绝对没有可能的，纯粹是妄想。这里我会简析载人登火的全过程和部分技术难点，希望大家能耐心看完，也欢迎大家在评论区讨论。

载人登火大致需要经历四个阶段。

第一阶段：转运部分任务所需物资。这一阶段主要是将载人登火所需物资（大概包括哪些可以看我前天发的微头条）由地表发射至近地轨道，然后在轨组装成载货转移级，可以粗暴理解为货运飞船。

载货转移级组装完成后，由摆渡级（可以理解为太空拖船）将载货转移级转运到高地球轨道等待发射窗口，也就是火星与地球在太阳同一侧的时候。窗口期中火星与地球最近相隔5570万公里，最远相隔4亿公里，距离越近窗口期越佳。最佳窗口期每26个月才会出现一次，在最佳窗口期内我们可以用较少的燃料将更大的探测器送往火星。上一次最佳窗口期是2020年7月-8月，我们的天问一号就是在2020年7月23日发射前往火星的。

摆渡级将载货转移级推至高地球轨道后会返回近地轨道，再由运载火箭发射加注飞行器，对摆渡级进行在轨加注燃料，等待下次摆渡任务。这里要注意，为了节约燃料，摆渡级需要使用电推进技术，利用核能产生电力，通过磁场加速等离子体实现推进。

等到最佳发射窗口后，载货转移级通过地火转移轨道，经过最短6个月最长9个月的旅途，进入环火轨道，等待载人飞船和航天员。同时释放无人漫游车、火星表面设施等，开展先期探测和宇航员着陆准备工作。比如宇航员返回环火轨道的推进剂制备工作，就需要在火星上完成。目前NASA的火星探测器毅力号已经实现了在火星上制造氧气。

第二阶段：组装载人转移级，和组装载货转移级差不多的流程，由运载火箭将载人转移级组件和深空居住舱等有效载荷分批次发射至近地轨道组装成载人转移级，并由摆渡级将其转移至高地球轨道。载人转移级类似我们在电影《火星救援》中看到的赫尔墨斯号。

要注意，这个时候载人转移级上是没有宇航员的，因为人体是有极限的。在外太空由于失重、密闭空间等诸多原因，会给宇航员身体带来一定的负面影响。例如骨骼矿物质降低、肌肉萎缩、视力下降等等。每次宇航员返回地球都需要做长时间的恢复训练。所以在没有确定前期准备工作已经足够充分，最佳发射窗口即将到来的时候，宇航员是不会上太空的。目前人类单次停留太空时长最长的是俄罗斯宇航员瓦列里·波利亚科夫，他于1994年1月8日乘坐“联盟”TM-18飞船进入“和平”号空间站，1995年3月22日乘坐“联盟”TM-20返回地面，单次在太空中一共生活了437天17小时58分17秒。

一旦确定前期发射的载货转移级已经做好充足准备，火星表面设施已经完善，在高地球轨道等待的载人转移级运行良好，发射窗口即将到来。运载火箭就会将载人飞船发射进入预定轨道，与载人转移级对接，再由载人转移级将航天员送入地火转移轨道。

第三阶段，载人转移级进入环火轨道，与先一步进入环火轨道的载货转移级对接，宇航员进入火星着陆与上升器，着陆火星表面，开展作业和科学探测活动。

火星着陆与上升器也可以参考火星救援里的上升器，重量大约200-300吨，采用化学能推动，所以大概有一半是燃料。这也是前面为什么我说需要先行在火星上开展推进剂制备工作的原因，因为需要给上升器返回加注燃料。至于为什么需要在火星上制备推进剂而不是提前携带足够的推进剂的原因，主要是出于减重和安全考虑。马斯克的星舰之所以选择甲烷作为推进剂也有这个原因，因为甲烷作为推进剂虽然比较落后，但是甲烷的分子式是CH₄，而根据探测火星上存在冰层和二氧化碳，可以反应形成甲烷。

第四阶段：宇航员完成火星表面任务后，向火星着陆与上升器加注推进剂，乘坐上升器返回环火轨道，并与等待在环火轨道上的载人转移级完成对接。

最后，载人转移级进入火地转移轨道，返回地球空间。

看完了大家有没有觉得好像很简单，其实就那么回事，好像没什么难的。如果你这么想那就大错特错了，因为以上一切都是基于人类现有技术做的假设，实际上这四个阶段每一个都有大量新技术等待被攻克，我这里简单列举两个。

第一，推进器的问题。化学工质推动目前是冲出大气层进入太空的最优解，但用于长时间星际航行并不现实，载货转移级和载人转移级都需要核热动力，因为目前最好的液氢液氧火箭的比冲只有440~460左右，而核热发动机的比冲大概在900左右。这就意味着传统化学推进所需要携带的燃料量相比核热动力要翻倍，这个质量差距太大了，会严重影响速度。

并且载人和载货是不一样的，前面我们已经说了人类的身体是有极限的，因此速度还要进一步减慢，这也是必须将载人与载货分开进行的原因。因为货物没有人那么高的要求，载货转运飞船可以适当减配，降低成本的同时可以加快速度。这里值得一提的是美国的阿波罗载人登月是采用的人货混装的方式。而美国重返月球的阿尔忒弥斯计划和我们的登月计划都是采用的人货分离的方式。

根据有关专家的估计，按人类现有航天技术，如果想要把人送到火星，需要经过九年的漫长旅途，这个时间是人所不能承受的，即便不谈身体条件，长时间在外太空压抑的环境也能把人逼疯。所以要实现载人登火就必须先实现核热推进。

第二，人工重力的问题。大家无论是看我们的空间站还是国际空间站视频都会发现宇航员是飘着的，因为太空中是失重环境，而失重环境会导致宇航员的身体出现一系列问题，这一点我们前面也已经讲到了。所以为了保证宇航员能够在抵达火星后还能保证良好的身体条件登陆火星开展科学实验并返回地球，还要在飞船上模拟地球重力，让宇航员在飞船上也能过的舒心，身体倍棒。

目前认为最有可能的方式是通过旋转形成人工重力，NASA的专家们从上个世纪60年代就开始研究人工重力，特别是在美苏冷战星球大战计划期间。然而结果大家都已经看到了，国际空间站到现在还没有实现人工重力。究其原因，是因为旋转除了能模拟重力外，也能产生许多其他问题，比如如果转速过快容易对宇航员产生影响，同时结构强度也是大问题。

其实不仅仅是马斯克，无论是CNSA还是NASA都在研究载人登火，并且都取得了不错的成绩，远远超过马斯克。世界上唯有中美实现了火星探测就是最好的证明。其他还有比如我之前提到的美国已经实现了在火星上制备氧气，我国在四月初也在天宫空间站上完成了斯特林热电转换装置的实验，成为世界上唯一一个突破太空核动力技术四大门槛的国家。

所以说人类距离登陆火星还有很长的一段路要走，马斯克有没有可能实现登陆火星呢？如果NASA不遗余力的在背后支持的话我想还是可能实现的。但是如果要说2050年前送百万人移民火星，那是半点可能也没有。

所以说我们某些人还是要现实一点，正视自己国家的进步，正视自己国家的科技发展。