登陆火星为什么这么难？
登陆火星为什么这么难？
人类自从1969年实现踏上月球这一伟大壮举之后，虽然50多年来航空航天和深空探测技术取得了突飞猛进的进展，但是却仍然没有在第二个地外星体上开展载人登陆探测。拿火星来说，作为地球的近邻，自古以来就受到了人们的普遍关注，近现代以来，以前苏联和美国为代表的国家，先后向火星发射了众多探测器，为我们了解火星的基础状况打下了坚实的基础。那么，为何登陆火星这和难呢？
对火星的探测历程火星的公转轨道处于地球的外侧，其公转半径约为地球的1.5倍，绕太阳公转一圈需要687天。在火星与地球处于太阳一侧时最近距离为5500万公里，而处在太阳的不同侧则距离最近可以达到4亿公里，与月球相比，火星即使在近地点，也与月地38万公里远上100多倍。
从上世纪60年代开始，人类共向火星发射了大约差不多50多颗火星探测器，比较有代表性的有：
1960年，前苏联发射了一颗火星探测器，虽然没有飞出地球轨道，但是这颗探测器是人类历史上第一颗以实现火星探测为目的的探测器。
1962年，前苏联发射了火星一号探测器，飞入了火星轨道，但与地球失联。
1964年，美国发射了水手4号探测器，经过228天掠过火星，并传回20多张照片，成为人类历史上第一颗成功到达火星并且传回数据的探测器。
1969年，美国发射了水手6号探测器，经过155天掠过火星。
1969年，美国发射了水手7号探测器，经过128天掠过火星。水手6号和7号在火星轨道上运行中，对火星大气组分进行了详细分析，并且拍回了大量照片传回地球。
1971年，美国发射了水手9号探测器，经过168天进入火星轨道，成为人类历史上首次围绕火星运行的探测器。1973年，前苏联向火星发射了4颗探测器，其中火星5号成功环绕火星运行9天，传回第一张火星彩色照片。
1975年，美国发射了海盗1号和2号，用时10个月成功登陆火星，拍摄了火星的周景全彩色图。
1996年，美国发射了火星环球勘探者探测器，经过10个月成功到达火星，并且向火星降落了探路者着陆器，这是第一颗在火星表面能够正常开展工作的火星车。
进入新世纪，美国先后发射了机遇号、勇气号、凤凰号、好奇号探测器，对火星开展了立体化探测。当然，人类向火星发射的探测器，从目前来看，有一半多的都失败了，这其中可能有技术方面不成熟的原因，也与发射和飞行过程中的一些不可控因素有密切关系。
载人登陆火星的难点在航空航天特别是深空探测中，载人飞船和无人探测器有着本质的区别，对于火星这样的行星来说，虽然是我们的近邻，但是如果实现载人登陆，从现今的技术水平来看，面临着如下不可回避且难以的瓶颈问题。
第一是宇航员长时间在太空中飞行的适应问题。虽然美国、前苏联的宇航员都有过在空间站工作超过1年的先例，表面上看已经超过了探测器从地球飞行火星的时间，但是从地球轨道飞往火星轨道的会合周期为26个月，而且到达火星之后肯定还要工作一段时间，不可以立即返回，仍然需要再等待几个月，最终宇航员在太空中的飞行时间可能会远大于之前在太空站的工作时间，这对于宇航员来说，如何安全、健康、可靠地度过这么长的时间，是一个大问题。
第二是生命支持系统问题。载人飞行器必须要拥有独立的生命支持系统，以维持宇航员在漫长的太空飞行过程中的食物、水源、氧气等物质来源。由于太空探测特别是深空探测，如果要实现载人的话，一般都是由多人共同完成，每人都承担着相应的工作任务，而且太空旅行的时间相当漫长，这就给生命支持系统的容量和物资贮备数量带来了严峻的挑战，这些物资的增加，会大大增加飞船的质量，为了保障飞船的发射升空、在一定时间内到达火星，必须搭载大功率的发动机以及巨量的燃料。虽然现在有科学家正在研究“冬眠”技术来降低飞行过程中的食物消耗和活动空间，但是这项技术还处于技术攻关阶段，对人体的刺激和影响还未可知。
第三是飞行过程中的不可控因素问题。在人类已经发射的众多探测器中，其中就有一部分会因为高能粒子的冲击、太空岩石或者星际尘埃的撞击、还有太空垃圾的影响而在飞行过程中出现各种问题，从而造成直接损毁、功能失灵、运行轨道偏离、与地球失联等问题，没有达到预定的探测目标。实施载人探测的话，无论是飞船的体积、质量、能源和物质贮备都有了大幅度的提升，同时也增加了上述不可控因素发生的几率，而且这将是直接与宇航员的生命息息相关的，如果用探测器能解决的问题，就没有必要再冒这个险实施载人探测了，所以各国对深空载人探测都是慎之又慎。
第四是火星的环境异常恶劣。火星地表的引力只有地球的1/3多一点，因此火星的大气层极其稀薄，大气密度仅有地球的1/100，主要组成为二氧化碳，其次是氮气、氩气，此外还有少量的氧气和水蒸气。火星的内核已经完全冷却，因此失去了磁场，来自太空和太阳的高能粒子和辐射可以直接到达火星表面，而且火星表面温差强烈，达到100摄氏度，最高温度只有在赤道处的20摄氏度左右，最低温在两极可以达到零下130多度，表面没有液态水的存在，因此植物无法在上面生存。宇航员在到达火星表面之后，不可能利用现有的携载物质进行气候的改造，因此也就无法进行飞船的有效补给，只能在从地球出发时一次性带够所有的能源和物资。
一次有去无回的“旅行”我们现在向火星发射的探测器，其实都是有去无回的，造成这种问题的主要原因就在于我们无法为探测器提供足够的返回能源。无论是已经降落在火星表面的火星车，还是始终围绕火星进行周期性运转的轨道探测器，如果要从火星返回，则首先都要突破火星的逃逸速度。
按照万有引力定律，我们如果在星球表面垂直发射一个物体，这个物体如果速度值过小，则物体在上升一段时间和距离后，就会在引力作用下重新降落。如果发射速度超过一定数值，则物体就会脱离星球的引力束缚而飞出这个星球。那么，在此过程中，就会存在着一个刚好可以脱离星球引和束缚的最小速度值，这个值就叫作这个星球的逃逸速度。
我们通过动能定理，将一个物体在星球表面引力势能-GMm/R降为无穷远处的0时，可以计算出其逃逸速度值V＝√(2GM/r)，其中G、M、r，分别代表为万有引力常数、星球质量和星球的半径。我们将火星的相关常量代入，即可求得火星的逃逸速度为5.02千米/秒，虽然这个值与地球上的相比小不少，仅有一半左右，但是，由于火星表面没有可以供飞船发射的设施和支撑火箭，不能够为飞船提供可以达到逃逸速度的加速度能量来源。而如果考虑提前建造这些，就又涉及到载人、载重的上述问题，很难在火星表面完成这样的建造任务。
总结一下虽然火星是地球的近邻，但是从目前太空探测技术水平的角度来看，火星和地球的距离仍然显得过于遥远，如果进行载人探测的话，那么无论是从这么远的路程所需要花费的时间、能源和物资的消耗、以及期间所经历的诸多不可控因素来考虑，代价实在是太大，而且保障的技术水平还有限，安全率不高。特别是对于登陆以后无法实施再次点火发射，不能脱离火星的引力束缚而返回地球，这是载人登陆火星的又一大难题。因此，没有足够的把握、没有充分的前期基础、没有高超的技术水平，载人登陆火星都会显得遥不可能。
火星作为同与地球存在于太阳系宜居带内的一颗行星，自从它的表面被科学界证实曾经存在过大量水源时，它就被大多数人赋予了未来人类移居首选星球的重望，可是因为技术的限制，对于登陆火星来说真的不容易！
人类的“思想”早已经到达了火星，可惜“科技”是“硬伤”目前为止，还未曾有那个国家已经有了宇航员登陆到了火星表面，踏足最多的就属于NASA的几个探测器，当然，2020年中国的火星探测器也将踏足火星。人类对想要让人登陆火星这件事是迫不及待的，可惜“科技”是“硬伤”。现在就连让宇航员登陆月球就很难实现，何谈登陆火星呢？
要想登陆火星，脱离地球表面的引力是首要的条件。的确，现在对于科学技术较强的几个国家或者联合体来说，送卫星和探测器上太空的确不是难事，因为人类对于这方面的技术已经掌握得比较成熟了。1年前中国的嫦娥4号成功登陆月球表面，这对于月面登陆技术来说是突破性的，但是却很少有人知道这个过程的难度，许多人就只知道中国的月球车登陆了月球表面。
登陆月球表面与登陆火星表面有着大致的过程，不过登陆火星的过程较为繁琐一点。要想登陆火星，首先解决的就是地球的引力问题，这就需要助推火箭的不断加速，而这方面往往涉及到火箭发动机，火箭燃料，二级、三级助推器技术。当这些事项完全准备好且不会出问题的时候，就会将探测器装载到火箭的“猪肚子”，将火箭整体运送到发送场，等待发送。
当天空晴朗可见度较高且风速较低时一般就是火箭发射的最佳时机，火箭发射成功后，会逐渐将各级助推器脱落，直到装探测器的中型火箭到达大气层外。然后，中型火箭会加速，按照预定路线前往火星，当中型火箭到达火星上空时，火箭会围绕火星旋转，并且不断减速，当减速到一定速度时，火箭保持匀速运动并且释放探测器所在的舱室，随后舱室向着火星表面飞去，这期间会不断加速，当舱室到达某一高度时，舱室上表面会释放出减速降落伞逐渐减速，直到减速到到达火星表面。
别看着上面的过程能够通过几段文字说出来，可是这些过程都不是轻易完成的，并且上述过程只是针对火星探测器登陆火星的过程。如果要换做宇航员来登陆的话，过程会更加的繁琐。
火星距离地球还是比较远的，换做宇航员登陆，不仅仅需要考虑到宇航员的安全，还需要考虑太空中的各项因素，同时，从地球表面发射的火箭除了宇航员之外，还有其他众多的科学设备以及大量物资，哪怕是已经到达了火星表面，那么登陆火星也不是那么容易，毕竟在向着火星表面逐渐减速的过程当中，有很多未知的因素。这些都还没将从地球到达火星表面的过程包含进去。
现在的科技，还未能研制出携带重型装备飞出大气层的火箭，燃料是一个问题，发动机也是一个问题。而对于通信方面来说，要想宇航员登陆火星就需要一个实时交流的信号。到达火星表面，宇航员的生活以及返程都是科学技术的问题，所以这也就是登陆火星很难的原因！当然，我相信某一天人类可以征服引力，达到火星，让我们期待这一天的到来吧！
