到火星要多久(人类能去土星吗)

之前，我写过两篇文章，“宇航员去火星需要360天。他们怎么可能活着回来？”(上)以及“宇航员去火星需要360天。他们怎么可能活着回来？”(中)”。既然写了第一第二部分，当然要写下一部分了。今天补上。

我在上一篇文章中提到，以21世纪可预见的技术，如果要让执行火星任务的宇航员活着回来，就不得不采取钯燃料箱中液态氢的保护措施。即“钯这种金属可以吸收氢气，然后膨胀，所以适合做液氢的燃料箱。一个钯金属的燃料箱可以装液态氢，这是一个很好的防辐射装置。那么，在飞船周围包裹一组这样的钯燃料箱，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，随着空的深入和空空间对人类探索和生存的进一步拓展，对推进器的技术要求越来越高，传统的化学燃料已经远远不能满足要求。所以核聚变发动机是科学家急需攻克的应用技术，将在两个世纪内实现。另外，我提到了一种比采用金属防辐射更“科幻”的技术，那就是电磁屏障技术。也就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。科学家们建造了一辆移动实验车，并为其配备了“保护罩”。只要打开保护罩，实验车就会释放出一种近乎透明的电磁墙来阻挡外界的攻击，任何枪都无法攻击，外界的强辐射也被保护罩阻挡。星球大战里还有一个“保护罩”。装置开启后会形成结界，可以抵抗激光枪。

至于“盾牌”，它不仅仅是科幻小说，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。从科学上来说，这种技术的出现并无异议，但目前只是研究的初级阶段。我可以明确的告诉你，中国不是大家心目中的“西方发达国家”，而是世界上电磁“屏蔽”技术研究最先进的国家。此外，在中国科学技术大学洪都博客的研究进展中，电磁“屏蔽”技术研究团队排名世界第一。是安徽省合肥市著名的理工科学校。当然，具体在哪里我也说不上来。总之，中国人在理论上已经在这个领域取得了很大的进步和创新。

这所大学的院士人数超过清华北大。

电磁“屏蔽”技术一旦成熟并投入使用，就是从事航天事业的航天员的福利。装有这种“防护罩”的航天器理论上可以抵御强烈的宇宙射线辐射。宇航员最快需要360天才能往返火星，更长的旅程需要480天。即使在360天的旅程中，宇航员也会受到2/3Sv (Sv)的辐射，这相当于核潜艇上维持核反应的工作人员一年所允许的辐射量的15倍。未来宇航员肯定会航行到比火星更远的deep 空区域，受到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，甚至几代几十代人，一辈子都生活在一艘巨大的Tai 空船上，所以需要一种技术来保障所有人的生命安全。电磁“屏蔽”有这个优点。这种屏蔽的工作原理是直接在航天器外壳产生电磁场，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外壳内产生带负电的电磁场。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，电量1.60217663410-19红豆博客库仑。这种带负电的电磁场将整个航天器包裹在里面，由于同性相斥的原理，可以抵抗大部分带负电的粒子。因为许多宇宙辐射是带负电的粒子。制造一个带负电荷的电磁场在技术上是最简单的。事实上，我们现在就可以做到。但问题是，如果整个飞船都被这种负电荷电磁场包裹，会不会因为宇航员或者其他乘员长时间被包裹在里面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。飞船被一个带负电的电磁场包裹着，这个电磁场具有很高的能量基础。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。曹渊的研究方向是石墨烯和超导，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，因此被用于涉及超导体的研究中。曹渊通过研究发现，如果两层石墨烯的方向发生偏转，使它们之间的夹角变成1.1度，那么石墨烯在1.7K可以表现出超导特性但至少在本世纪，在室温(18~26摄氏度)下无法实现超导。因为超导需要超低温。看我之前写的中国科学天才曹渊。我能获得诺贝尔奖吗？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，就是在强磁场环境下会出现不利健康的因素。所以，研究这种屏蔽的重点是控制这种强磁场的作用范围，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，有必要开发一种能够屏蔽强磁场的涂层或其他材料，将强磁场与人的活动区域隔离开来。虽然实现起来比较困难，但这种技术是最有前景的，因为它抗宇宙射线辐射的效果最好。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，其难度系数类似于第一种模式，即负电荷电磁场。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。但它在实现上也有困难，即产生电离子场的机器设备损耗大。比如假设其他模式制造的屏蔽可以重复1000次，而等离子场制造的屏蔽只能重复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，这就需要我们建造核聚变发动机来满足需求。核聚变发动机可能还需要两个世纪才能投入使用。

总而言之，其实以上三种护盾模式都挺贵的。如果成本太高，会限制航天工业的私有化和市场化。而且政府和公益部门也不可能无限制的投入资金发展空间。只有当航天成为一个好的业务，真正有利可图，让资本市场觉得物有所值的时候，才会不断的投资进去，创造一个健康的市场。所以降低成本是关键。要保护航天员在任务中健康生活，是否要投入太多资源。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用自动预警方案。如果计算机预警即将进入强辐射高危区，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端手段。如果是在危险系数较低的过程中，飞船不会使用电磁屏蔽，而是采取普通的防护措施，比如用一些惰性物质进行物理防护。这是经济的。

太阳耀斑现象

人类迟早会大规模进入Tai 空，这是大势所趋。否则就是无所事事。我在《马斯克赢了美国空军队，最终打破太空业务垄断》一文中引用了埃隆·马斯克的讲话。他多次公开表示:

人类未来的命运只有两种可能。一个永远被困在地球的牢笼里，失去了进入泰泰空的能力和勇气，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，从而避免了大灭绝的危机。

在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。再先进的技术，也是从底层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:怀疑探索者

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