这篇文章给大家聊聊关于人类探测火星那么多次,为什么不敢把火星土壤带回地球,以及火星为什么没人去对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站哦。
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二十年内,人类可不可以登陆火星呢有何依据
最大的难点是,来回一趟火星要花三年多时间!
而在二十年内大概我们不可能将火星之旅压缩到一周或者半个月时间之内,那么宇航员如何在如此漫长的太空旅行中保持基本健康,是最大的挑战。这里我只从健康的角度论述技术难点,至于工程学和其它角度则留待其它专业人员论述。
而现在人类宇航员在太空单次呆的时间最长也只有342天!当然飞往火星的路途并不需要一年半,宇航员在太空中呆的时间是259天/237天,或者224天/291天,这是来回帐。至于为啥共计要三年,因为需要在火星上等最适合的时机回地球,因为能够携带的燃料是有限的。
图示:飞往火星有最佳时机限制。大约每26个月有一次最佳离开地球前往火星的机会,就近来说2020年,2022年、2024年大概依次类推,如果要在20年内来回一趟火星,那就必须在2036年之前准备完善并出发。
一般来说宇航员通常最多呆半年时间就要回地球休整。在太空微重力环境中时间呆长了的后果究就是骨质酥松,肌肉无力,血压下降,心脏泵血能力减退,以及认知失调,平衡失调等一系列健康问题。回到地球的宇航员有精心的照顾和看护,让他们重新恢复健康,可是去往火星的宇航员呢?就算勉强把他们送到火星,当他们到达火星时,哪里还有足够的身体素质在火星上登陆,并进行作业呢!
图示:在国际空间站上呆了半年的宇航员回地球后重新学习走路!
所以,要想登陆火星,第一件事就是要在飞船上制造出人工重力!这样才能让宇航员们到达火星后,能够保持身体强健,完成登陆任务。这事儿说难不难说易不易,制造人工重力的原理非常简单,不是什么高深难以理解的事情。只需要用我们生活中非常熟悉的向心力机制即可,地球上造过山车,就是用人工重力抵消地球重力,车才能做到360度绕圈,还不会从空中掉下来。
什么是向心力?根据牛顿第一定律,在没有外力的影响下,物体会沿直线作匀速运动,注意只能是直线!
所以当物体做圆周运动时,不论速度值(速率)是否发生变化,由于它的运动方向在不断地发生变化,这就必须有一个力来改变物体的运动方向,这个力永远指向圆周运动的圆心处,所以被称为向心力,但向心力并非单独的一种力,至于向心力由谁来提供,可以由引力(重力)、摩擦力、张力(比如在甩石中的用的那根绳子)、弹力(如果用弹簧)这些力中的一种或者混合提供。
图示:古人搞的投石索,用这种方法可以把石头抛出很远。如果是一群训练有素的士兵,用这种方法可以打乱对方的密集阵列。据称现在中东还有人用这种原始武器打坦克呢:)
所需向心力的大小可以用公式进行计算:
物体的质量*物体的线速度的平方/圆的半径
显然物体的线速度越大,转向所需要的向心力就越大;
同时物体绕圈的半径越大,在线速度不变的情况下,所需的向心力就越小,这正是洗衣机甩干衣服的原理!当衣服高速旋转时,附着在衣服纤维上的水滴,也需要足够的向心力才能呆在原位,而此时水滴的向心力主要由衣服纤维和水之间的吸附力以及摩擦力来提供,如果这些力不够大,不能维持水滴在原位旋转,那么水滴就会向外运动,通过扩大半径来降低所需的向心力,如果半径超出了衣服的大小,那么水滴就这样被甩出了衣服。而吸水能力越强的衣服甩完后依然很湿,如纯棉衣服,而吸水能力差的衣服如化纤,那基本上从洗衣机拿出来就能穿了。
向心力为什么可以用来制造人工重力系统?洗衣机的衣服为啥在脱水时会紧贴住内壁?因为在这时候仅仅靠摩擦力已经不能让衣服保持在原位,衣服只有紧贴在洗衣机内壁上由内壁提供的支撑,衣服才能正常旋转起来。这就像车突然加速,于是人往后仰,要靠固定在车上的座位提供推力(推背感)才能加速运动是一个道理。而按照牛顿第三定律,内壁提供支撑力的同时也意味着,衣服也压在内壁上,这个与向心力方向相反的力则被称为离心力,而正是这个离心力可以用来替代重力,作为人工重力的来源。
图示:站在旋转的轮上,轮壁给人提供的支撑力来给出旋转所需的向心力,但与此同时人也会被压在轮壁上,这个压力就是离心力,在太空中它就可以替代重力!给人制造出方向感,提供一个上下的方位感,同时这种压力也会锻炼人的肌肉和骨骼,毕竟它们需要克服这个力才能让人站得住走得动!
所以这事情不是很简单吗,造一个旋转的大轮盘,就行了。是啊,原理很简单,但限于人体的特性,这事情就很不简单!
从工程学的角度,这个大轮盘越小越好造,即节省材料又节省质量,让它转起来消耗的能量也越少,可是轮盘越小,人的身体反应就会很强烈,因为头部和脚部所需要的力差别就会很大,因为头部离圆心近,脚离圆心远,这会导致血液从头部被压到脚部,然后人就晕厥了,换句话说,你只能躺着,不能站着!基本上无法在那种环境中工作。
图示:构想中的带旋转人工重力的新国际空间站,但所需材料实在太多,超过人类现在的运载能力,如此巨大的转轮必须在太空中进行装配,这也并非易事。
如果要制造一个能让人自由走动的旋转轮盘,能够在里面如地球上这样干活工作,不觉得有什么异常,那么我们就需要一个很大的旋转轮盘,具体有多大呢,经过地面上简单实验和数学计算,我们需要一个远比足球场还要大的旋转轮盘,才会让生活在其中的人有舒适感!
图示:蓝色线提供一个标准重力,同时转速还要低到每分钟自转两周,才不会引起人体不适感。这样的转盘需要半径在500米左右!当然半径1000米更好,可以用每分钟自转一周的速度旋转,就能提供一个G的标准重力。您知道在地球上造的航母才多长吗?世界上最长的航空母舰长度也就332.9米,现在要在太空造一个半径超过500米的大转盘,其工程难度想想就让人害怕。
有替换方法吗最节省成本并且有可能可行的方法是,离心机!就是大号的洗衣机甩干桶,人躺在里面接受离心力的压迫即可,啥也用不着干。地面试验表明,只需稍加训练,宇航员们就能短时间忍受高转速的离心机。
图示:宇航员的平时训练中就有离心机训练
用一个离心机代替大转盘,其目的仅仅是给宇航员每天提供一段时间的人工重力,来刺激肌肉和骨骼以及身体其它器官,把人工重力当成一种理疗设备,那么制造一个宇航员能够忍受和使用的离心机,是当前技术上可行的,但这个概念产品还没拿到国际空间站上去实测过真实效果,就算大家同意用离心力代替大转轮,要完成实测收集数据并得到结果,没有三五年甚至十多年的时间大概也是不可能的,除非全球所有大国都愿意投入火星之旅这个项目中,那么二十年时间登陆火星也不是不可能,排除飞往火星的三年多漫长时光,用十五年的时间建造飞往火星的飞船,同时扩建现有国际空间站,然后进行各项测试。
图示:飞往火星的太空飞船科幻
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人类探测火星那么多次,为什么不敢把火星土壤带回地球
我们人类有什么不敢的呢,只是到目前还没有可靠的技术能把火星土壤带回来;
那些降落火星而又重返地球的宇宙飞船,都是从科幻片里看到的。
在我们人类真实的火星车着陆后,有没有重新升空返回的技术,不得而知。
在没有得到准确的克服火星引力,所需要的起飞动力数据以前,谁也不知道应该给着陆器事先带去多少燃料,而这些燃料需要多大的投入从地球送入太空,都是个问题,在地球上,要把几顿的飞行器送入太空,需要一个上百吨的运载火箭,那么从火星地面送入同样重的飞行器送入太空,需要多重的运载火箭呢,火星的大气阻力是怎样的,就算计算的清楚(火星平均直径6794千米,约为地球的53%,质量约为地球的11%)
试想一下,(月球直径大约是地球的四分之一,质量大约是地球的八十一分之一),我们才返回几次,在火星起飞至少要比月球需要月球16倍的动力,就算在飞行器在离开地球之前,在外太空梯次运载到位,当到达火星降落后,如何保证再次安全起飞,稍有出错,都会前功尽弃,难度几乎达到目前技术无法做到。
更何况一旦失败,恐怕连同着陆器一起损坏。
所以,不是人类不想把火星土壤带回来,是没那个能力。说白了就是带不去那么多供着陆器离开火星的动力,也保证不了返回器的安全着陆并且再次启用,这就是真实原因。
只要有可能,人类没什么不敢干的。
世界上真的有外星人那他们为什么不联系我们呢
茫茫星空,浩瀚宇宙肯定孕育着其他智慧文明,有些科技水平进化程度高于地球文明,有些处于初级水平尚在进化中,由于所处的环境千差万别,因此不能以地球生命必备的条件去设想外星生命的存在与否,或许他们属于硅基生命状态不同于我们这样的碳基生命体。
由于受制于现有液体火箭推进系统高耗低能至今地球人类的足迹只停留在月球表面
太阳系其它星球只能通过无人探测器进行探测,其中火星是被寄予厚望最多的行星,
例如:木卫二、土卫二、土卫六也是重点考察对象,
与此同时,许多国家建造大型天文望远镜探测寻找外星智慧生命,
或许外星生命一直遵守不干涉理念,默默的注视着我们依次渐进的进化
并且经常出动飞行器(UFO)
激励我们不断发展科技提高自身探索能力,激发人体潜能,使我们避免因懈怠导致科技水平停止不前,目前距离我们最近的比邻星(4.22光年)
有可能成为我们离开太阳系的首个外星家园,或许在地球被太阳吞噬之前
我们已经寻找到新的家园繁衍生息,
延续自身发展的同时,足迹遍布宇宙,
等我们进化成为超级文明,自然会与传说中的外星生命见面。
人类能登上火星么
人类以现在的能力可以登上火星。
但是,火星没有火箭送人类回来,去了可以,别想回来。这是一张单程票,没有人敢这样做,除了马斯克。
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