以目前的科学技术，载人登陆火星后，可以再返回地球吗？

潘金麟

以现有的技术，如果不考虑成本，人类是有可能做到从火星返回地球的。
我们之前经常看新闻说去火星是单程票，有去无回，那是因为火星返回极其困难。如果考虑经济成本，那就没有任何希望从火星返回到地球。
为什么我们可以从月球返回呢？
学过物理的都知道每个星球都有自己的逃逸速度速度，也就是脱离逃离该星球引力拖拽的最小发射速度。
地球的逃逸速度也就是第二宇宙速度，约为11.2km/s。而星球的逃逸速度由引力决定，由于月球的引力小，其逃逸只有2.4km/s。
逃逸速度越小，其需要的燃料就越少，火箭发动机的负荷就绰绰有余。这时候就不需要建立发射架固定火箭了。


之所以需要发射机固定火箭，是因为其燃料负荷太大，而月球返回不需要太多燃料。所以可以快捷返回地球。
反观火星，其质量比月球大8倍，其逃逸速度约为5km/s，是月球的一倍多。
然而就是多一倍的逃逸速度，对燃料的需求就更多。
我系统列举目前不能从火星返回地球的四个原因
一：月球更大的引力
火星是月球的引力的两倍多。摆脱火星引力所需的燃料的成本十分高昂。
科学家计算过，从月球表面起飞的质量每增加一公斤，其发射时就需要多632公斤的负载，比如油箱和燃料。


而在火星上的每一公斤起飞成本是月球的10倍。
目前唯一可行的方案就是从地球发射飞船时不携带过多燃料，从火星返回地球所需的燃料可在火星上制造。当然这样一来成本就成了无底洞了。
二：火星比月球远得多
阿波罗计划中，宇航员只花了三天时间就抵达38万公里之外的月球。
而地球和火星之间的最短距离也7800万公里。乍一看，去趟火星最近的距离是月球之旅的203倍。


但是霍曼转移轨道原理表明：从地球到火星的最短路径实际上是5.93亿公里，比到月球的行程长1,543倍。
三：火箭加速度的极限
长时间的旅程，就需要长时间的加速，加速就需要点火，需要消耗燃料。抵达火星轨道后，还需要大量的燃料制动，使其平稳降落到火星表面。可以说飞船能抵达到火星表面时，燃料已经所剩无几了。


四：补给品问题
不管用什么技术，目前去一次火星最短的时间也在6-8个月，这期间维持宇航员的食品，水等资源的质量也会大大增加飞船载荷。而往返一次，需要的食品和水会增加一倍。
以目前的火箭负荷来看，在地球上不可能一次性携带可用于地球—火星往返所需的燃料和资源。


科学家已经设想了一个载人登陆火星并返回的计划。
我们可以分批次发射燃料和宇航员到火星上。
比如每批次载荷100吨燃料和120人。
将1440人分12批次发射。通过火星大气制动并平稳降落在火星上。


首先依靠地球运来的燃料可以建立一个火星栖息地，包括花园，火星太阳能电站和一个火星加油站。这1200吨燃料可不是往返地球所需的燃料，而是供宇航员生存生活的资源。
返回地球时所需的燃料是甲烷和液氧，这两种东西都可以在火星上生产。
宇航员将在2020年4月中旬离开火星。通过在火星上生存的燃料，航天器可以抵达火星的地轨道上，然后环绕加速脱离火星返回地球。