中国真要打造火星舰队，科学家透露新“三步走”，美国会认输？

2021年6月中旬，全球航天探索大会（GLEX 2021）在俄罗斯召开，会上，中国运载火箭技术研究院院长王小军介绍了中国未来探索火星的设想：第一步，利用机器人对火星进行探测，中国正在做；第二步，初级载人探测，建设火星基地；第三步，航班化探测，建立“地球-火星经济圈”。

王小军介绍载人登火星“三步走”设想

是不是很过瘾？是不是很期待？考虑到当初全世界一起“吹过的牛”至今只有中国完整实现，考虑到中国实际上已经完成了“三步走”的第一步，并且咱们的“天问一号”是一次就实现了对火星的绕、落、巡，接下来中国在2033年将航天员送上火星、2043年建成火星基地似乎也不成问题。

有小伙伴就说了，人家马斯克的一家私人公司，就已经在打造世界最大火箭，要送100万人移民火星、开发火星，咱这举全国之力、奋斗20年，应该不难做到。

祝融号在火星上自拍

真是这样吗？

让我们来分析分析，送人类上火星到底要面对哪些困难。

登火星绝不只是造一枚火箭那么简单。

到目前为止，全世界最大、最重、最强的运载火箭是美国1962年建造的土星5号，它高达110.6米、最粗处10.1米、重2970吨、第一级火箭的5台F-1发动机能产生35100千牛推力，足以把两辆重型坦克推到近地轨道、将48.6吨的飞船送去月球！要知道，我们现在发射的空间站天和核心舱也只有22.5吨。

然而土星5号总共只造了15枚，其中13枚成功飞行，1970年之后的半个世纪里，包括美国自己，再也没有一个国家能造出如此巨大的火箭——即便有谁能造出来，想靠土星5号将人类送到火星也是远远不够的。

土星5号13次成功发射

15枚土星5号的总造价，换算到今天大约是500亿美元，平均每发火箭造价高达33.33亿美元（216亿人民币），它每次发射还要另外烧掉12.5亿美元（81亿人民币）！

土星5号会是人类最贵的火箭吗？未必。为了重拾50年前登月的辉煌，NASA正在打造一款名为“太空发射系统（SLS）”的重型火箭，它高111.25米、直径8.4米，预计能将43吨的载人飞船送入环月轨道——这是载人登月的最低要求。同样地，SLS一点也不便宜，十年来它一次没飞，就已经花掉了200亿美元，乐观估计未来每次发射的成本将超过20亿美元！

不同于登月，我们要想飞去火星花的时间会更长，携带给养也要更多。因为单飞去飞回就需要超过1年时间，你在火星上还需要吃喝拉撒、飞船在火星降落起飞消耗的燃料也比登月超百倍。所以SLS还不够用，我们需要更大的火箭和飞船。

重型火箭指标

与美国相比，中国造火箭要便宜得多。未来我们会打造媲美土星5号的长征九号重型运载火箭，即便如此，也需要发射8枚长征九号，让它们在近地轨道交会对接，再慢慢摆渡到地火转移轨道，才能开启奔火之旅——我的计算器爆了，拜托你帮我算一下这些火箭需要多少钱。

重型运载火箭只是第一步，为了让人类飞向火星，我们还需要制造核热核电双模推进的核动力发动机；需要总质量超过246吨的载人飞船、总质量超过328吨的货运飞船，两项相加将至少超过570吨。

中国科学家提出“三步走”设想

奔火不应该是单程票，所以登陆火星的飞船还应该有从火星发射升空并返回地球的能力，这同样意味着巨大的载荷，和数不清的钱。

比制造火箭更难的，是让人类在漫长的太空旅行中活下来并保持健康。有朋友会说，那不是问题，国际空间站有宇航员一次呆了一年多时间也没事。你要知道，深空旅行与环绕地球轨道飞行是两回事。

我们通常以为宇宙空间里是真空，那里什么都没有。实际上，浩瀚太空处处充满杀机：太阳时刻向外发射大量射线，银河系其它星体释放的高能粒子也穿行在真空中。这些粒子携带着电荷以接近光速的速度飞行，与伽马射线、X射线等等一起构成致命的辐射环境。

宇宙射线重创DNA分子链

当这些带电粒子撞击飞船外壳时会产生制动辐射，这是一种致命的二次辐射，由飞船壳体产生的中子和重粒子像机枪子弹那样横扫整个飞船；击中人体后撕裂DNA分子链，使DNA产生不可预知的遗传变异，其结果就是严重的疾病，严重时危及生命。

位于空间站和近地轨道航天器里的宇航员由于有地球强大磁场的保护，他们承受的宇宙粒子辐射要小得多。但在跨越几亿公里的太空旅行过程中，宇航员们几乎是裸露的。你没办法加厚飞船的外壳，那样飞船的重量将超过驱逐舰。

飞向火星

火星是颗令人着迷的星球，它遥远孤寂，数千年来人类对它产生无数幻想。随着科技的进步，我们已经大致知道了火星表面的样子，也了解到它并不适合人类长期生存，奔火旅程充满风险。科学家探索火星，希望了解火星从诞生到死亡的过程以及原因，希望寻找火星上是否曾经存在生命的证据，为地球生命的起源提供参考。

中国航天进步很快，但从来都是脚踏实地一步一个脚印在前进。到目前为止，我们并没有明确制定载人登月的计划，长征九号重型火箭尚处于论证阶段，对于遥远的火星，更不可能在短期内完成所有的技术验证和设备制造。因此，中国火箭院提出的“三步走”并非指具体计划，它只是科学家们对于火星探索的美好愿景。

火星载人运输系统概念图

如果这种美好的愿望勾引起NASA的好胜心，决定投入巨资再搞一次太空竞赛以争取第一，不知你怎么想，我个人还是乐见其成的。

来源：老粥科普