其實你不知道如何離開火星

近來,科學家從火星得知很多重大的科學發現,也有新聞提及一些天馬行空的火星計劃,例如發起單程的火星旅行。當然,要真正探索火星,我們必須確保太空人安全回到地球,然而火星的引力和氣候環境會千方百計阻止太空船起飛,於是問題便來了:原來我們知道如何和怎樣登陸火星,但科學家仍在思考如何離開火星。

離開火星需要一輛名為MAV的太空船(the Mars Ascent Vehicle),科學家計算這輛MAV的重量大約是18噸,屹今人類發射到火星最重的太空裝置只是1噸重的好奇號探測車。要把數噸重的機器降落到地球並不困難,因為地球的大氣層會不斷減低機器的下降速度,但火星只有地球百分之一的大氣厚度,換句話說MAV壓根兒不會減速,它只是撞向火星,而不是降落火星。

科學家為此研發了一個漏斗形的降落裝置,改善MAV的降落速度。不過,18噸只是MAV自己的重量,如果把它注滿燃料,估計要增加33噸重量。即使具備新研發的降落技術,降落18噸重的MAV已是困難重重;要發射51噸的MAV並安全降落火星,以今天的科技來說是不可能任務。

科學家為此研發了一個漏斗形的降落裝置,改善MAV的降落速度。

科學家為此研發了一個漏斗形的降落裝置,改善MAV的降落速度。

故此,科學家需要把組裝好、未注滿燃料的MAV發射到火星,然後讓它在火星稀薄的大氣層自行提煉燃料,過程中它要抵擋無間斷、強勁的沙塵暴,還要承受無情的紫外線照射。MAV在火星運作數年之後,太空人才抵達開展工作,當太空人要離開火星的時候,便會駕駛MAV前往太空站。整個過程需要極周密的計算,而重點是所有東西只有一次機會。

如何自行提煉燃料?

可能你會問,MAV怎樣在火星自行提煉燃料?另外,它是如何處理空氣和水等基本問題呢?MAV將由甲烷及液化氧推動,當中的化學成份只有三種:碳、氫和氧。理論上,火星的大氣層含有95%的二氧化碳,加上火星地底蘊藏的液態水和冰。當然,科學家必須要確定MAV降落在有水的土地,否則抽不到水,便沒有氫氣。經過大量的討論,包括發射較輕的氫氣庫、更改MAV設計,並解決燃料需要儲存於極低溫環境、需要新設計的太空衣抵擋火星沙塵等問題,科學家平衡了燃料的可行性,及降落技術可承受的重量等因素,決定MAV會承載液態甲烷及提煉液態氧的裝備,於太空人登陸前四年預先抵達火星。

太空人終於要登上MAV回家了,由於前述的重量考慮,MAV裡幾乎沒有任何設施,甚至連座位都沒有。

太空人終於要登上MAV回家了,由於前述的重量考慮,MAV裡幾乎沒有任何設施,甚至連座位都沒有。

返回太空站及MAV的最後命運

太空人終於要登上MAV回家了,由於前述的重量考慮,MAV裡幾乎沒有任何設施,甚至連座位都沒有。按道理這是完全合理的安排,因為離開火星的引力約需7分鐘。不過,如果要飛到太空站的軌道,並且與太空站接合,則最少需要43小時。當中假設太空站距離火星2萬哩內,但負責太空站的科學家則希望太空站可以距離火星多5至10倍的距離,以免受到火星的引力影響,可是MAV要飛到這麼遠,便可能花上數天的時間。太空總署的科學家仍在爭論這個太空站與火星的距離問題,如果太空人要留在MAV至少43小時,甚至5至7日,那麼MAV便不能只有企位和簡陋的裝置,於是它的大小和重量便再一次增加,而科學家又要從頭開始計算所有的東西。

無論最後MAV要駕駛多久才可以到達太空站,當它完成任務後,它都會與太空站解除連接,並移到與將來的火星任務不相關的軌道,它可能會永遠飄浮,或者自行解體,但可以肯定的是人們不會忘記它在火星探索史上的重要角色。

文章、圖片來源:National Geographic

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *