到火星要多久(人类能去土星吗)

之前我写过两篇文章，分别是《宇航员到达火星需要360天。怎么才能让他们活着回来？”(第一部分)以及“宇航员去火星需要360天。我们怎样才能让他们活着回来？(中)。既然写了第一部分和中间部分，当然要写下一部分。今天补上。

我在上一篇文章中提到，以21世纪可预见的技术，如果想让执行火星任务的宇航员活着回来，就不得不采用钯燃料箱液态氢的保护措施。即“钯这种金属可以吸收氢气然后膨胀，所以适合做成液氢的燃料箱。钯金属的燃料箱可以装满液态氢，这是一个奇妙的防辐射装置。那么，在飞船外围包裹一组这样的钯金属燃料箱，既能为飞船提供燃料，又能起到防辐射伞的作用，一举两得。”

星球大战剧照

我还指出，随着空的深入，人类探索和生存的空空间的拓宽，对螺旋桨技术有了更高的要求，传统的化学燃料已经不能满足要求。所以核聚变发动机是科学家急需攻克的应用技术，两个世纪内就能实现。除此之外，我提到了一种比采用金属辐射防护更“科幻”的技术，即电磁屏障技术。也是很多科幻作品中提到的“盾牌”。小时候看过一部科幻电视剧，里面说世界被垃圾污染毁灭了。科学家建造了一辆装有“保护罩”的移动实验车。只要打开保护罩，实验车就会释放出一堵近乎透明的电磁墙来阻挡外界的攻击。没有枪可以进去，外面的强辐射被罩子挡住了。星球大战里也有“盾”这种东西。装置打开后形成结界，可以抵御激光枪的伤害。

至于“神盾局”，不仅仅是科幻。事实上，一些科技强国的工程师已经在研究和探索它的可能性。从科学原理上来说，不反对这种技术的出现，但目前只是研究的初级阶段。我可以明确的告诉你，目前世界上电磁“屏蔽”技术研究最先进的国家，不是你心目中的“西方发达国家”，而是中国。再者，中国科学技术大学电磁“屏蔽”技术红豆博客研究进展居世界第一。是安徽省合肥市著名的理工科学校。当然，我不能说是哪一步。总之，中国人在这个理论上有了很大的进步和创新。

这所大学培养出的院士比清华北大还多。

电磁“屏蔽”技术一旦成熟并投入应用，将是从事航天的航天员的福利。装备了这种“防护罩”，飞船理论上可以抵御强大的宇宙射线辐射。宇航员最快需要360天，往返火星需要480天。即使是360天的旅程，宇航员也会受到2/3Sv(希沃特)的辐射，相当于核潜艇上维持核反应的工作人员年允许辐射量的15倍。未来宇航员肯定会航行到比火星更深的空区域，他们的辐射会远大于这个数值。甚至会出现几十万人居住的超世代飞船。几代人甚至几十代人在一艘巨大的Tai 空船上生活了一辈子，所以需要一种技术来保护所有人的生命。电磁“屏蔽”有这个优点。这种屏蔽的工作原理是在航天器的外壳内直接产生电磁场，用来抵御或抵消外界的辐射。

屏蔽技术可以分为三种模式，但每种屏蔽技术都有一些亟待解决的难点。

第一种模式是在航天器的外壳中产生带负电荷的电磁场。一切都是由一个带正电的原子核和许多围绕它运动的电子组成的。电子，基本粒子，带负电，电荷为1.6027663410-19库仑。这种将整个飞船包裹在里面的带负电的电磁场，由于同性相斥的原理，可以抵抗绝大多数带负电的粒子。因为许多宇宙辐射是带负电的粒子。从技术上来说，创建一个带负电荷的电磁场是最简单的。事实上，我们现在就可以做到。但是，问题是，如果整个飞船都包裹在这种负电磁场中，会不会因为宇航员或者其他乘员长期包裹在其中而出现一些生理问题？低能负电荷作用于人体会引起一些代谢变化，有些是正的，有些是负的。飞船被一个高能基的负电磁场包裹着。这些强电磁场对人体是否有害，还有待研究。

石墨烯和超导性

第二种模式，模拟地球环境，在航天器外壳附近产生强磁场。这需要更高的技术水平。超导技术需要突破。曹渊的研究课题是石墨烯和超导，这是一个很有前景的研究。石墨烯因其特殊的结构而具有优异的导电性，因此被用于超导体的研究。曹渊通过研究发现，如果两层石墨烯的方向发生偏转，使得夹角变成1.1度，那么石墨烯在1.7K K就可以表现出超导性..但至少在本世纪，超导还不能在室温(18~26℃)下实现。因为超导需要超低温。看我上一本书《袁，中国科学天才，获诺奖？”“一篇文章。如果第一种模式的难度是100，那么第二种模式的难度是10000，是前者的100倍。而且还有一个特别难解决的问题，就是人体在强磁场环境下会产生不利健康的因素。所以，研究这种屏蔽的重点是控制这种强磁场的范围，使这种结界只作用在飞船外壳附近，而不直接作用在飞船乘客的人体上。因此，有必要开发一种涂层或其他材料来屏蔽强磁场，从而将强磁场与人员活动区域隔离开来。虽然实现起来比较困难，但是这项技术最有前景，因为它抵抗宇宙射线辐射的效果是最好的。除了不能近距离抵御超新星爆发的辐射冲击波，还能抵御绝大部分来自银河系的辐射伤害。

第三种模式是等离子保护。火焰是低温等离子体状态。这个方案利用大量被强磁场捕获的电离粒子来屏蔽宇宙射线辐射。从技术上来说，似乎并不难，难度系数和第一种模式也就是负电荷电磁场差不多。而且等离子防护所需的原料和技术都是现成的，启动防护罩后消耗的能量也是最低的。但是也很难实现，就是产生电离子场的机械设备损耗很大。比如假设其他模式做的屏蔽可以重复1000次，等离子场做的屏蔽只能重复80~100次。简单来说就是太贵了。而且启动等离子体的设备需要大量电能，这就需要我们制造核聚变发动机来满足需求。核聚变发动机可能还需要2个世纪才能投入使用。

总而言之，其实以上三种模式的保护套都挺贵的。高昂的成本将限制航天工业的私有化和市场化。政府和公益部门不可能无限制的投入资金发展航天。只有当航空航天成为一个好的业务，真正有利可图，让资本市场觉得值得投资，才会不断投资，从而形成一个健康的市场。所以降低成本是关键。不仅要保障航天员在执行任务的过程中健康生活，还要投入太多的资源。因此，高等级和低等级防护措施相结合是一个值得考虑的方案。例如，宇航员在执行任务时可以采取自动预警方案。如果计算机预警即将进入辐射强的高危区域，或者恒星现阶段出现耀斑迹象，探测到全波段电磁辐射增强，飞船将自动采取电磁场屏蔽的高级手段。如果是在危险系数较低的过程中，飞船不使用电磁场屏蔽，而是采取常见的防护措施，比如用一些惰性物质进行物理防护。很经济。

太阳耀斑现象

人类迟早会大规模进入Tai 空，这是大势所趋。不然也没什么。我在《马斯克击败美国空军队，终于打破航天业务垄断》一文中引用了埃隆·马斯克的讲话。他多次公开表示:

人类的未来只有两种可能。一个永远被困在地球的牢笼里，失去了进入Tai 空的能力和勇气，最后在一场灾难中集体灭绝。一种是人类终于掌握了一定的空间技术，将人类文明之花播撒到星辰大海，从而避免了大规模灭顶之灾的危机。

人类文明真正大规模征服星海之前，需要无数航天先驱的牺牲。先进技术是从低级技术逐渐发展起来的。目前的首要任务是在本世纪上半叶完成火星任务，火星任务的成功将是一系列伟大载人航天事业的开始。

作者:质疑探索者