人类必须克服许多障碍才能开始任何回归之旅 火星. 有两个主要参与者 美国航空航天局 і SpaceX公司，他们在国际空间站的任务中密切合作，但对于载人火星任务的外观有不同的想法。
大小事项
最大的问题（或限制）是这次旅行所需的有效载荷（飞船、人员、燃料、物资等）。 有效载荷的质量通常只占运载火箭总质量的一小部分。 例如，将阿波罗 11 号发射到月球的土星五号火箭重达 3000 吨。 但它只能将 140 吨（初始发射质量的 5%）发射到近地轨道和 50 吨（不到初始发射质量的 2%）到月球。
质量限制了火星上航天器的大小及其在太空中的能力。 每次机动都需要消耗燃料来点燃火箭发动机，而这种燃料现在必须由航天器送入太空。
SpaceX 对其载人航天器的计划是使用单独发射的加油车在太空中加油。 这意味着有可能将比一次发射更多的燃料送入轨道。
时间很重要
另一个与燃料密切相关的问题是时间。 将无人驾驶的航天器发送到外行星的任务通常遵循围绕太阳的复杂轨迹。 他们利用所谓的重力机动有效地绕着不同的行星飞行，并获得足够的动力来达到他们的目标。
这节省了大量燃料，但可能使这些任务需要数年才能完成。 显然，这是不可接受的。 地球和火星都有（几乎）圆形轨道，以及一种称为 霍曼过渡，是在两个星球之间旅行的最经济的方式。 事实上，如果我们不详细说明，宇宙飞船会沿着从一颗行星到另一颗行星的椭圆轨道进行单次飞行。
地球和火星之间的霍曼凌日大约需要 259 天（ 到 个月），并且由于地球和火星围绕太阳的轨道不同，大约每两年才有可能发生一次。 航天器可以在更短的时间内到达火星（SpaceX 说是六个月），但是，你猜对了，它需要更多的燃料。
安全着陆
假设我们的宇宙飞船和机组人员最终到达了火星。 下一个任务是着陆。 进入地球大气层的航天器可以利用与大气相互作用产生的阻力来减速。 这使得设备能够安全地降落在地球表面（前提是它能够承受适当的加热）。 但火星上的大气层比地球稀薄约 100 倍。 这意味着阻力的可能性较小，因此在没有任何帮助的情况下无法安全着陆。
一些任务降落在安全气囊上（例如美国宇航局的探路者任务），而其他任务则使用推进器（美国宇航局的凤凰号任务）。 后者同样需要更多燃料。
火星上的生命
火星的一天持续 24 小时 37 分钟，但这就是与地球的相似之处。 火星稀薄的大气层意味着它不能像地球一样保持热量，因此火星上的生命以昼夜温差大为特征。 火星的最高温度为30℃，听起来不错，但它的最低温度为-140℃，平均温度为-63℃。 地球南极冬季平均气温约为-49℃。 因此，我们需要非常小心地选择在火星上居住的地方以及如何应对夜间的温度。
火星上的重力是地球的 38%（所以你会感觉更轻），但空气主要是碳 (CO) 和少量氮气，所以完全无法呼吸。 我们需要建造一个气候受控的地方才能住在那里。 SpaceX 计划在发射前进行几次货运飞行，包括温室、太阳能电池板等关键基础设施，以及——你猜对了——为任务返回地球而设计的燃料空气生产设施。
火星上的生命是可能的，并且已经在地球上进行了几次模拟测试，以了解人类将如何应对这样的存在。
你可以在这里读到它： 地质学家正在模拟火星土壤条件，以便在未来种植火星
返回地球
最后一项任务是开启返程，将人们安全带回地球。 阿波罗 11 号以约 40000 公里/小时的速度进入地球大气层，略低于离开地球轨道所需的速度。 从火星返回的航天器进入大气层的速度将在 47 公里/小时到 000 公里/小时之间，具体取决于它们到达地球所使用的轨道。
在重新进入我们的大气层之前，它们可能会在低地球轨道上减速到大约 28 公里/小时，但是，你猜对了，它们需要额外的燃料才能这样做。 但他们也不能简单地闯入大气层。 我们只需要确保不会因超载而杀死宇航员或因过热而将他们烧毁。
这些只是火星任务面临的一些挑战，实现这一目标的所有技术构建模块都已经到位。 我们只需要花时间和金钱，把它们放在一起。
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