月亮与火星。殖民化的适用性

阿波罗计划结束后,每个人都开始考虑飞往火星。在本文中,我将介绍飞往火星和月球的所有利弊。

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1.飞行时间

月亮:3天。

火星:沿着Gomanovsky轨迹大约250天,沿着“快速轨迹大约145天。 (它需要额外的400 m / s dV)。在“未命中”的情况下,经过火星或那些火星。故障可以在大约145天之内返回火星,并返回地球。

2.

月球飞行的能源成本:过渡到月球飞行路径的能量消耗约为3000 m / s,而DOE + 800 m / s用于制动并进入月球轨道。

火星:大约3600 m / s进入飞往火星的飞行路径(快速路径为4000 m / s)。飞往火星后,可能有3种选择:

1.弹道捕获:航天器在行星前方飞行,但飞行速度低于行星。然后,行星“爬行”到航天器中,并捕获到其轨道中。然后,可以像MRO一样放慢大气速度

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优点:低油耗。
缺点:我们需要准确的计算,以免“错过”火星。

2.大气制动。以大约6 km / s的速度进入大气层。

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优点:最低的油耗,飞行计算比弹道捕获更容易。
缺点:需要热保护,能够承受大约6 km / s的速度进入火星大气层。

3.使用自己的推进系统进入轨道。

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优点:计算比弹道捕获和大气制动要简单得多。
缺点:燃料成本高。

第二种方法对于货船是最佳的。对于有人驾驶的人来说,最适合的是第三人(在高效离子发动机的情况下)或没有/燃油经济性的第一人。

3.

月球辐射:当太阳最不活跃时,您可以“飞出窗户”,而没有任何东西威胁到宇航员的健康。在月球表面,辐射与太空没有什么不同,因为月亮没有磁场。

火星:由于飞行时间长,不可能“走出窗外”。火星一号计划提议用水保护宇航员。在发生太阳耀斑的情况下,“防护棚”的保护密度为40 g / cm2,其余船舶的保护密度为15g / cm2。辐射防护使船的质量增加了数倍。根据“好奇号”漫游者RAD仪器,外层空间180天(月球没有大气层或自身的磁场)相当于表面500天。

4.登陆

月球:登陆阶段将重达有效载荷的60%。气动制动是不可能的,因为月亮没有气氛。

火星:所有火星飞行任务都使用了气动阻力。使用隔热罩将好奇心制动至410 m / s,然后使用降落伞将其制动至100 m / s。此后,他被“空中起重机”打倒。如果不使用降落伞,则在进行空气制动后降落将需要大约500-600 m / s dV。因此,着陆阶段的质量将约为有效载荷质量的30%(考虑到隔热板)。

5.起飞

月球:进入月球轨道时的有效载荷质量为40%。

火星:进入火星轨道时,有效载荷的质量约为25%。尽管有一个项目使用大气中的氢气和二氧化碳(以及那里的95%)来生产甲烷(CH4)及其在起飞阶段的进一步使用,这将使起飞时交付的燃料质量降低到7%。
一切都清楚了:月球的第一空间速度是1.68 km / s,火星的第一空间速度是3.55 km / s。

6.最短停留时间

月亮:您可以在着陆/进入卫星轨道后立即飞走。您甚至不必像在“ 阿波罗13号”任务中所做的那样进入轨道

火星:进入轨道后,您需要等待约17个月,行星才能处于飞行的有利位置。您可以越过金星的轨道,飞得越早。但这需要高昂的能源成本。

7.重力
人们在月球上花费的时间非常短,因此无法评估小重力对人类的影响。
留在轨道站的记录是437天
因此,在与宇航员一起飞往火星的145-260天中,由于没有重力,不会发生任何有害的事情。
尚不清楚宇航员在火星周围移动会更方便:像袋鼠一样跳跃或行走。
月亮:地球引力的16.5%

火星:地球引力的37.8%。

8.月球的环境条件

:月尘具有磨蚀性。它可以禁用机制,因为它可能导致肺部内部微出血。在月球土壤上不可能生长任何东西,但是可以从月球土壤中提取金属,然后从中建立结构。
月球的温度范围为-180至120度。

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火星:火星的尘埃不如月球。根据季节,火星的气氛比地球的气氛“弱”了110-150倍。火星土壤的确切组成是未知的,因此我无法评论从水中提取任何东西的可能性。 2018年,SpaceX 计划发送任务采集火星土壤的样本并将其运送到地球,但是此任务被推迟到2022年。火星上的温度范围为-140至20度。在温度方面,火星比月球更有利。
植物可以在火星的土壤上生长。在这里这里阅读有关此内容的更多信息

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9.

水月:在月球上,北极处约有6亿立方米的冰已被证实

火星:如果火星上所有的冰融化,那么这个星球可能会被22米深的水覆盖。但是实际上这不会发生。大气太弱,无法将水保持液态。
关于火星上水的更多信息在这里这里写了《绿猫》

10.太阳能
月亮月亮上的太阳辐射功率约为1400 W / m2。太阳能电池板的效率为20-40%,这将允许接收280-560 W / m2的电力。但是问题是月球在28天内即进行了1圈旋转 一天有14天,晚上有14天。因此,月球将必须交付大量电池以维持该站的可操作性2周。
火星:火星离太阳比地球和月球还要远。太阳辐射的功率约为600 W / m2。太阳能电池板将产生120-240 W / m2。火星在24小时40分钟内旋转了1圈。

美国宇航局有飞往火星和罗斯科莫斯飞往月球的计划。但是每个人都可以领先于SpaceX。伊隆·马斯克 Elon Musk )即将 于2025年组织飞往火星的飞行。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN389973/


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