中國航天｜中國太空人2033年登陸火星 來回三年

刊登日期 : 14/12/2021

中國航天｜中國將建火星基地和星際艦隊

 　　中國航天科技飛速發展，或許對很多航天迷來說，中國人登陸火星是「早晚的事」，但具體甚麼時間、用甚麼方式實現呢？

　　中國航天集團一院院長王小軍在2021年6月的全球航天探索大會視象演講中，就講述了載人登火的設想，這即使不是中國太空人登陸火星的最終方案，但相信起碼是現階段的計劃方案，航天迷可作參考。

　　根據傳媒報道，王小軍在報告中先講述中國首次探火任務，包括「天問一號」探測器和「祝融號」火星車的概況，然後再提出登陸火星的路線圖。

　　他透露，中國載人火星探測將會作「三步走」，第一步屬於技術準備階段，會先由機器人到火星採樣返回，並考察未來的火星基地選址，以及進行「原位資源利用和建設」。

　　「原位資源」一詞大眾比較陌生，它可以理解為基地附近的自然資源，而「原位資源利用和建設」也就是「就地取材」，例如從火星地表下抽水或直接獲取氧氣等，這對彌補火星探測的補給限制非常重要。

　　這一步總體目的在於為初期載人火星任務搭建平台，從軌道前哨站開始，為太空人着陸火星和最終建立火星基地做準備。

　　而第二步屬初步應用階段，主要任務是載人環繞火星、火星軌道探測，再到太空人着陸火星、建設火星基地等。

　　第三步則是「航班化探測」，當中包括打造大規模的星際運輸艦隊、對火星大規模開發與應用等，形成火星「經濟圈」。

中國航天｜多枚火箭合作 太空軌道組裝飛船

　　王小軍指出，地球和火星之間存在循環軌道，可以定期往返兩個星球之間，適用於長期多次的載人火星探測任務，而「出發時間」包括2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等。

　　他透露，在第一步的機器人火星探測階段，當局會採用重型運載火箭，直接將探測器發射至「地（球）火（星）轉移軌道」；探測器採用化學推進，到達火星附近後以反推方式「煞車」，進入火星軌道，再進行後續任務，這與「天問一號」的操作類似，技術難度較低。

　　但從第二步開始，操作方式、應用的運輸系統會複雜和科幻得多。

　　根據王小軍的說法，遠征火星會涉及「載貨轉移級」和「載人轉移級」兩個航天器，前者或可理解為一艘大型貨運飛船。

　　由於貨運飛船的重量和體積太大，無法一次過發射上太空，所以它的大型組件會由運載火箭分批送上地球的低軌道，然後在軌道上組裝。此後它將被送上更高的地球軌道，再自行點火進入「地火轉移軌道」，飛向火星。

　　進入火星軌道後，貨運飛船先會釋放部分設施，讓它們降落在火星表面，而包括着陸器和上升器等部份會繼續在軌道上「等候」。

　　至於「載人轉移級」，或可以視作一艘大型載人飛船，它的居住艙等部份亦會分段由多枚火箭射上太空，並在地球軌道上組裝。稍後太空人乘搭的航天器會由載人航天專用的火箭發射，並在地球軌道與「載人轉移級」組合，然後飛往火星。

　　當載人飛船抵達火星軌道，它便會與貨運飛船連接，太空人會使用着陸器和上升器組合體降落火星，並開展基地建設和探測。

　　直到任務完成，太空人會乘搭上升器返回軌道上的太空船組合體，並駕乘其中的載人太空船返回地球。

中國航天｜中國是首個把太空人送上火星的國家？

 　　根據王小軍的報道，要把貨運、載人飛船的各部份從地球送上太空，就要出動7枚重型運載火箭；把太空人送上地球軌道，又要一枚載人航天專用的火箭。也就是說，每一次登陸火星任務要動用8枚火箭，比載人登月的「兩發火箭合作」更「大陣仗」。期間航天器交會對接次數，也就是在太空中組合、分離、再組合、再分離的次數，可能多達十餘次。

　　另外，地球和火星的距離最遠達到4億公里，最近也有5,500萬公里，太空人的飛行時間將是非常漫長，內地傳媒引述王小軍報告內容稱，這將是「往返數百天」，而太空人在火星上駐守的時間為500日。

　　由於載人飛船需要攜帶糧食等物資，飛行時必須盡量節省燃料，如果選擇最「慳力」的「赫曼轉移軌道」來往火星，單程要260天左右（比無人飛船的最短約7個月要長一些），以此計算，太空人來回加上駐守火星的時間，每次任務或要接近3年。

　　最後要一提的是，王小軍的報告提到「出發時間」最早是2033年，無獨有偶的是，美國早提也提出了2033年太空人登陸火星的計劃，只是以目前情況來看，其落實機會不大。這即是說，如果中國按時展開計劃，便可能是第一個送人類上火星的國家。

　　當然，中國也有航天迷質疑，王小軍提及的2033年，應該只是適合出發的時間，未必就是出發時間，因為中國的重型運載火箭和其他配套未必能趕上進度。當然，2033年距現在並不遠，中國太空人登陸火星的計劃會否在這一年實現，大家拭目以待。

　　延伸閱讀：美航天局計劃2033年登陸火星