再次登陸月球：沒必要！登陸火星：暴露了這些困難與問題

有人會問，既然技術是成熟的，那我們怎么還是在近地軌道，再也登不上月球了呢？

實際上不是“登不上”，而是“沒必要”。

道理是很簡單的：因為人們已經(jīng)不再滿足于僅僅挖石頭，插個旗了——更何況，這種簡單的操作，機器人不僅更適合，價錢還更便宜——拋棄了復雜的“人”這一因素，發(fā)射噸位可以大大降低，自然成本也大大降低了。

同樣去月球巡視，挖石頭，載人登月需要起飛質量約3000噸，箭體直徑10米的超重型火箭，而派駐機器人上去（嫦娥三號、嫦娥四號），只需要起飛質量450噸，箭體直徑3.35米的中型火箭；就算是采樣返回（嫦娥五號），火箭的起飛質量也不會超過一千噸，所使用的火箭，其芯級直徑也不會超過5米。

但這也并不意味著人類不會再上月球了。

在人類成功登月之后，幾乎所有人都以登陸火星為下一個目標——雖然金星更近，但是金星表面極度惡劣的環(huán)境實在不適合作為下一個登陸的目標。而登陸火星的難度顯然是遠遠超過登月的難度的——至少不能用載人登月類比。

地球與火星之間的距離實際上大到可怕。月球到地球之間的距離很近，因此去月球大概需要3-5天，往返最多不超過兩周；而去火星需要250天左右（最終取決于出發(fā)的時候，地火之間的距離，快的200天結束，慢的要300天），那么往返至少需要600天（因為還需要在火星上等返回地球的時間窗口）。由于任務時間的迅速延長，因此在登月時無需解決的問題將暴露出來，使得整個計劃變得十分復雜。

其中，最顯著的問題就是，長時間暴露在微重力環(huán)境下對于宇航員的生理影響。

看過航天員執(zhí)行完任務，返回地球出艙的樣子就知道，他們都是被人抬出來的——長期暴露在失重環(huán)境下會導致航天員的身體出現(xiàn)一系列變化，使之難以適應地球的重力環(huán)境。雖然火星表面的重力加速度只有2/5g，但到地球上還是大了不少。因此宇航員如何在兩百多天的飛行中，讓身體機能下降得不是很厲害，就是一個很值得研究的問題。

同樣重要的就是心理作用。太空惡劣的環(huán)境使得航天員只能在密閉艙段中生活，而全任務周期將長達一年半，漫長的任務時長，逼仄狹隘的空間，極易引發(fā)各種心理問題——而這種問題往往還會與生理因素協(xié)同作用，使得問題進一步復雜化。

還有一點就是輻射問題。位于低地球軌道的空間站，其軌道高度不超過450km，這是因為范-艾倫輻射帶的客觀存在所決定的（其下界約500km）。地球磁場同樣也屏蔽了大量的宇宙射線（包括銀河射線以及太陽射線），而在載人深空探測的過程中，航天器將會直接暴露于這些較為高能的射線之中。同時由于其任務時間長，因此其劑量將會超過近地空間站航天員所接受的輻照。

不僅如此，長時間的任務對于航天器的可靠性要求變得更加苛刻，同時過于遙遠的距離使得補給、測控、通訊等方面的難度變得更加大，需要投入更多的資源去解決。

而針對小概率故障的應急機制也需要建立——這一點已經(jīng)在“阿波羅13”號得到了充分的體現(xiàn)，雖然最后奇跡般地把所有航天員都撈了回來，但暴露出的問題依舊是需要警醒的。

空間站&異星基地

基于以上方面的原因，空間站的建設就是十分顯然的事情。宇航員進行長期在軌駐留，除了要進行空間科學實驗之外，本身也是實驗對象。這對于航天醫(yī)學、航天心理學等前沿學科的發(fā)展，無疑也是極大的增益。

雖然空間站離地面比較近，但是它的復雜程度也是數(shù)一數(shù)二的。例如：阿波羅飛船最多就是三個艙段，而空間站是十幾個艙段協(xié)同作用的龐然大物，其中蘊含的技術背景也是過去的航天事業(yè)所無法企及的。

更重要的是，空間站計劃作為一項長期工程，對于運營的要求也相當高——還包括了各國的通力合作，這是過去無法想象的。

前面我們提到，載人登火除了需要長時間的飛行以外，也需要經(jīng)過漫長的等待才能等到窗口期。因此在火星上建立一個基地算是一個附加的任務——相對于建設了幾十年的空間站而言，異星基地簡直就是一張白紙。

異星基地的建設與空間站大同小異，本質上依舊是人類在太空生存的一個庇護所——但由于星球重力場以及星球間距離的客觀存在，其建設難度要大于空間站，運營難度也要大于空間站。

以宇航員就醫(yī)為例，空間站的宇航員在突發(fā)身體疾病之后可以通過地球進行實時現(xiàn)場診斷，最不濟也可以直接返回地球；而一旦在火星上遭遇了這種事情，十幾分鐘的通訊延遲也足夠讓看病這一問題變得麻煩，更不用說返回地球了。

幸好地球有月球這么顆衛(wèi)星，還可以在上面建立基地，碰到問題還可以跑回來，算是有充分的演習空間，如果跟金星一樣沒有衛(wèi)星的話，那就很麻煩了——這意味著我們需要冒很大的風險。同時，由于月球基地是一項聲勢浩大的工程，因此相應的研究也需要進行大量的投入。

所以我們可以看到，NASA在載人登陸火星的初期報告中，包括了大型空間站與月球基地，雖然中間夾雜著不少“私貨”，但是從技術路徑上來看，卻是十分必要的存在。誠然隨著科技的發(fā)展，很多內容可以簡化，但依舊是十分復雜的。中國的航天戰(zhàn)略也大致包括了這些內容，也是頗有異曲同工之妙。

從這種意義上說，我們也能解釋為什么登月之后，人類航天事業(yè)處于“停滯狀態(tài)”了——下一個目標實質上已經(jīng)是一個“質變”的情形，但沒有足夠的“量變”，是不可能實現(xiàn)的。而一旦質變發(fā)生，那又是一個讓世界為之驚嘆的人類的杰作——月球基地，登陸火星將是這個階段的目標，但我們需要時間。

當然最重要的依舊是，合作。