俄罗斯的火星探险计划

　　俄罗斯的火星探险计划
　　《中国青年科技》1996年第六期
　　乔阿光编译
　　火星这个地球的近邻自古以来就吸引了无数学者的注意。但直到二十世纪，人类才有可能对它进行研究。近年来人们向火星发射了一系列探测器。它们把火星的大小、气候、海洋、大气、火山、岩石成份、磁场、表面温度等种种信息传回地球。俄罗斯柯罗廖夫能量火箭航天集团自1963年以来一直进行火星方面的研究。最近，他们提出了一个火星探险方案。
　　他们的火星探险的构想，基本采用简单的传统的方案来实现火星探险。在飞船飞向火星后，在近火星轨道上送出火星登陆艇，部分机组人员乘此登陆艇降落在火星表面上，然后用起飞火箭把载有宇航员的登陆艇送回基地，并飞回地球（和1969年美国的阿波罗登月相类似）。整个探险需用近两年的时间。
　　火星探险飞船的结构
　　用于宇宙航行的飞船，其外形常取决于选择何种发动机作动力。专家们在研究了一些早期方案后认为，行星际航行要用电喷气发动机。这种发动机经济、可靠。其能源过去用核反应装置，但近来却看好太阳能电池，因其使用安全，没有生态污染。
　　行星际飞船将由三个部份组成：在行星际飞行期间宇航员生活和工作的居住舱；带有起飞火箭的登陆艇，此艇可使部份机组人员在火星上着陆，工作结束后，把他们送回飞船基地；还有一个能把行星际飞船从近地轨道送到近火星轨道，并返回地球的太阳能拖船（图一）。
　　图一火星探险飞船的组成
　　1。太阳能拖船，2。生活舱，3。着陆装置
　　带有拖船的飞船（起始重量为450吨）从外部形状看像一个巨大的有太阳能电池的风筝。两个太阳能电池板的面积为350350平方米。
　　飞向火星的准备工作
　　第一，建造运载装置，用它把飞船的零部件送到近地轨道上去。此运载装置即已核准的能量火箭和土星513火箭。为运送这些零件要把这两种火箭发射六次，然后在太空中把这些零件安装起来。礼炮号空间站和和平号空间站上的自动对接系统可以保证进行这种安装工作并可达100次之多。
　　第二，建造能支撑太阳能电池的桁梁。俄罗斯已积累了大量在太空中安装大型桁梁的经验。如在礼炮号空间站上用的12米长的桁梁，灯塔号空间站和和平号空间站上用的147米的桁梁槐树等。在阿尔法国际空间站上将建更大的几十米的构件。由此可见为未来的飞船建造200米的桁梁是不成问题的。
　　第三，要制造电喷气发动机。俄罗斯、美国和欧洲均已有此种发动机。而且俄罗斯的电喷气发动机适用于火星探险。专家们在研究了一些早期方案后认为，行星际航行要用电喷气发动机。这种发动机经济、可靠。其能源过去用核反应装置，但近来却看好太阳能电池，因其使用安全，没有生态污染。
　　第四，解决人类在太空中长期生活的问题。和平号空间站从1986年起一直在太空中工作，俄罗斯宇航员和实验人员巳证明人类能长期在太空中生活。有几个人在太空中工作近一年。从1994年1月开始又进行了几乎一年半的太空飞行实验。这离飞向火星所需要的近两年的飞行时间已不远了。此外，瓦列里波梁可夫医生在和平号空间站正为未来的探险计划进行医学研究，以保证未来的火星探险者们的健康。
　　第五，建造火星登陆艇。此工作虽然尚未开始，但可借鉴美国阿波罗计划中的登月艇的建造经验。此外，俄罗斯和美国在制造自动降落装置方面都有丰富的经验，近年来这些自动降落装置不仅在月球上，而且在火星和金星上都成功地降落过。
　　火星探险的三个阶段
　　在把地球使者送上旅途之前，先要向火星发出未来的行星际飞船的模型，然后对在实际使用中的飞船的全部系统进行无人飞行试验；最后送出第一个载人行星际探险飞船。这就是火星探险的三个阶段。
　　第一阶段是发送火星探险飞船的模型即火星探险飞船的子飞船（图二）。
　　图二火星探险第一阶段火星探险的子飞船1。太阳能电池，2。电喷发动机3。研究火星的仪器设备
　　用它来检查方案中制定的基本技术措施。为此首先要建造子飞船。运载飞船进步号把它的零部件运到轨道站上，机组人员把零件安装起来，展开太阳能电池。子飞船的首脑是一个庞大无比，重达13吨的科学仪器（图三）。
　　图三在和平站上装配火星探险子飞船1。把子飞船各部件送上和平号2。展开太阳能电池的桁梁3。展开太阳能电池4。子飞船离开轨道站
　　火星探险的第二阶段是对行将到来的探险进行总彩排。一种方法是向火星发送飞船的精确的复制品，用自动控制技术完成所有过程，没有宇航员参与。另一种方法是让宇航员住在居住舱中，留在近地轨道上进行试验，用另一个火星登陆艇代替居住舱加入火星飞船（图四）。
　　图四火星探险的第二阶段无人飞行的火星探险飞船：1。太阳能电池，2。电喷发动机，3。着陆艇
　　这样，飞行方案没有改变，而在红色星球表面却一下子落下了两个登陆艇。起飞火箭把其中一个带上火星土壤飞到太阳能拖船上。第一个登陆艇留在火星上。它的起飞火箭换成了研究用的仪器设备。其中有十个火星行走器，每个约两吨重（图五）。
　　图五第二阶段中的两个着陆艇1。第一着陆艇起飞取回火星土壤2。用火星行走器研究火星
　　它们沿不同的路线穿越火星上最令人感兴趣的地区，通过卫星转播器向地球发送信息。这样当进行探险的第三阶段（图六）即发射载人探险飞船到火星时，就可直接飞到火星行走器发现的有研究价值的地方去。
　　图六火星探险的第三阶段火星探险飞船1。太阳能电池2。电喷发动机3。生活舱4。带起飞火箭的着陆艇
　　总的来说，这个方案原则上能满足所有的要求。第一，它是各种研究方案中最便宜的一种。
　　按能量火箭航天集团的专家们计算，资金总数不超过五千亿美元。第一，保证人类飞往火星的技术装备在完成操作规程之后可使用多次。电喷气发动机是最经济的一种，在其他登火星方案中也可使用。第三，本方案能使专家们在过渡阶段就获取大量关于火星的信息。
　　（责任编辑田蠡）
　　后记：此文是上世纪90年代的计划，文中指望作为中间站的和平号空间站已在2001年因俄罗斯经济困难无力支撑而坠毁。俄罗斯这个过时的计划也只能参考了。