火星|载人到火星,需要有把一艘056护卫舰发射到近地轨道的能力!

火星|载人到火星,需要有把一艘056护卫舰发射到近地轨道的能力!
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【火星|载人到火星,需要有把一艘056护卫舰发射到近地轨道的能力!】载人登陆火星还想安全返回 , 最大的一个难关是从载人着陆火星 , 再到完成探测后载人起飞 , 脱离火星引力这一段 。 以最低标准来算 , 如果一次性着陆火星表面并且展开1周探测的是最低标准的2名航天员 , 那么搭载这2人着陆火星表面飞船的总重量不能少于45吨 , 最好有50吨的总重 , 才可以确保安全再起飞 。 这个50吨的载2人的登火器 , 有15吨是外壳的总重;有20吨是在登火过程中的燃料消耗;也就是初始50吨的全重安全落火后 , 剩下的外壳包括上升段 , 还包括2名航天员和所有生存物资的总重只剩下30吨 。 其中有10吨再作为从火星表面起飞的发射支架 。 那么完成考察和取样 , 搭载2人和取样样品从火星表面起飞的载人火箭 , 总重大约20吨 , 基本和一枚地球上的中远程导弹的总重差不多 。 20吨级的中远程导弹 , 可以把1吨左右的弹头加速到每秒6000米的速度 。
而考虑到火星的引力比地球小 , 那么20吨级的再起飞火箭 , 可以把1.5吨左右的飞船 , 包括留里面的2名航天员和样品 , 加速到每秒5800米左右 , 也就是可以脱离火星的引力 , 然后再和在火星表面等候的大型有人环绕飞船实现对接 。 而这艘大型飞船 , 此时包括上面的值班人员和全部剩余的燃料和生存物资 , 剩余的总重至少还有100吨 。 这100吨中 , 有大约50吨是用来确保人员生存数年的物质和飞船外壳的总重;另外50吨是脱离火星引力 , 返回地球的服务舱的外壳和燃料的全重 。 再加上前面分离的50吨级的载人登火器 , 那么这个组合体首次被火星引力捕获的时候 , 总吨位仍然有180吨以上 。 期间消耗30吨的燃料完成在火星上空的引力捕获和轨道调整;就像现在的天问一号在火星上空消耗燃料调整轨道类似 。 不过这个载人登火组合体 , 被火星引力首次捕获时 , 是天问一号总重的35倍以上 。
这就是有人和无人探测火星的巨大区别 , 也是要不要载人返回的巨大区别 。 这个首次到火星还有接近200吨级的大型组合体 。 在地火间来回飞行需要5年以上的时间 , 却只能确保2名航天员在火星表面停留不超过1周的时间 。 期间各种物资和燃料的消耗是很大的 。 如果这个组合体首次到达火星附近的吨位仍然在180到200吨之间 , 那么这个组合体从地球近地环绕轨道开始加速奔向火星时 , 就有两种加速方案:一种是传统的氢氧火箭加速模式 。 要把到达火星附近的组合体的吨位确保200吨级 , 那么在地球附近开始加速时的组合体的总重会高达1200级甚至1300吨级 , 基本相当于把一艘056型轻型护卫舰的类似物体发射到近地环绕轨道 。 注意这个1300吨可不是从地面发射起飞的时的总重 。 而是已经和航天飞机一样进入500公里环绕地球停泊轨道的有效物的总重 , 等于10架航天飞机那么大 。 或者说2.5个现在的国际空间站 。
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一次性发射1300吨的载荷进入近地轨道 , 瀚海狼山(匈奴狼山)认为这样的大火箭起飞全重会超过4万吨 , 等于把一艘中型航母点火起飞!吨位实在是太大 , 会引发剧烈的次声影响周边数百公里 。 因此未来最大的液体火箭 , 需要尽量局限在8000吨级以内 , 可以一次性把300吨的载荷发射进入近地轨道 。 那么需要发射至少4次才能对接成一个1300吨级的奔火体 。 不过还有第二个方案 , 就是入轨体采用核动力电火箭 。 这个核动力电火箭只是从地球附近加速奔火时使用 。 从地面起飞时 , 仍然是8000吨级的传统液体火箭 。 核动力电火箭可以确保奔火前总重300吨级 , 而中途只消耗100吨燃料 , 到达火星附近时 , 剩余全重仍然有200吨 。 有一次性入轨300吨级能力的 , 就是CZ9号中的8000吨级最大推力方案 。


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