美国宇航局正在开发 5 项激动人心的技术，以便我们能够往返火星

美国宇航局确实希望在 2030 年代登陆火星。上周，该机构发布了一份关于其进展和 #JourneyToMars 计划的报告。尽管这份报告主要充满了乐观和抽象的目标，但它确实概述了美国宇航局希望在​​未来几十年开发的一些令人敬畏/重要的技术。以下是其中一些：

巨型火箭

航天飞机的继任者最早可能在 2018 年就准备好发射。发射后，NASA 的太空发射系统将能够将 70 公吨的物资送入轨道。之后，它可以将重达 130 公吨的有效载荷送入火星轨道。

SLS 高 382 英尺，最终将成为有史以来最大的运载火箭，甚至比将阿波罗宇航员送上月球的土星五号火箭还要强大。报告称：“这种有效载荷能力远远超出了目前和计划中的商用运载火箭的能力。”

与猎户座载人舱（同样由 NASA 开发）一起，SLS 最终可以将宇航员送往火星和其他深空目的地。

实验推进

SLS 的动力来自液态氢和液态氧的燃烧。但 SLS 仅用于将宇航员送出地球轨道。对于大约 7 个月的火星之旅，使用火箭燃料推动航天器需要一个大型油箱，而从地面发射的成本将非常高。

相反，美国宇航局可能会利用太阳能将货物、物资、甚至宇航员运送到火星。

这种方法（被称为“太阳能电力推进”）将通过从航天器后部发射离子来移动航天器。这类似于“黎明”号航天器用于抵达谷神星的发动机。电子将氙气分解成等离子体，电场加速粒子，直到它们以高速从发动机后部射出。太阳能提供电子，使其工作。

太阳能电力推进无法提供火箭燃料那样巨大的推力。相反，它会随着时间的推移慢慢加速，最终将航天器推进到每小时 20 万英里的速度。离子推进也非常高效，使用的推进剂比火箭燃料少 10 倍。

这项技术已经实现，但现在 NASA 需要大幅提升其规模。为了推动更重的有效载荷，离子发动机的功率至少需要提高一个数量级。在 2020 年代，NASA 计划利用小行星重定向任务测试一种比 Dawn 航天器功率高 5 倍的发动机。

深空栖息地

如果我们希望宇航员能够安全抵达火星并返回，我们就不能将他们塞进悍马大小的猎户座太空舱里三年。NASA 希望建造一个与猎户座太空舱相连的深空栖息地，为太空舱中的宇航员提供更多的生活空间（和浴室），以及为他们在火星上的生活提供栖息地。这样的栖息地需要提供生命支持、防火和辐射防护，此外还要为宇航员提供锻炼和工作的空间。

Bigelow Aerospace 的充气式太空栖息地和 NASA 富有创意的深空栖息地概念可以为未来的设计提供一个起点。

灵活的太空服

火星宇航员可以在这颗红色星球上度过一年或更长时间。在此期间，他们会想在外面漫游，探索和收集数据。不幸的是，火星想杀死我们（问问马克·沃特尼就知道了……）。

新型宇航服需要能够抵御火星的有害辐射和寒冷稀薄的大气层，同时还要保证宇航员能够正常开展工作。如今的宇航服很像气球，很难移动，尤其是手部。但研究人员正在设计更方便移动的宇航服。它们还可能结合增强现实、自修复材料和交织生物监测器。

美国宇航局计划在小行星重定向任务期间将宇航员送往与巨石会合的地方，并测试下一代太空服。

激光束

火星距离地球最近时为 3390 万英里。火星的互联网连接非常差，需要改进。NASA 的新报告指出，火星探测器可以以每秒约 200 万比特的速度发送和接收数据。相比之下，国际空间站的数据速率为每秒 3 亿比特。为了导航和降落在火星上，NASA 需要更强大的连接——大约每秒十亿比特（每秒 1 千兆比特）。解决方案：激光。

在 2013 年的一次测试中，激光通信系统使 NASA 的月球大气和尘埃环境探测器 (LADEE) 能够以每秒 6.22 亿比特的速度下载信息。其他设计可能能够以每秒数十亿比特的速度将数据发送到土星远处。

开发这些技术并不容易。这将耗费很多年的时间和数十亿美元，一些专家对 NASA 能否实现这一目标表示怀疑。在“火星之旅”中，需要克服的挑战很多，其中最主要的就是 NASA 的预算不足。但前往火星将会是一件非常美好的事情。