「载人登陆火星」在化学能动力时代是不切实际，甚至可以说是战略欺骗吗？为什么？
载人登陆火星，这个在科幻作品中早已不是新鲜事，但在现实世界中，尤其是在我们目前所处的化学能动力时代，它所面临的挑战之巨大，常常被我们低估，甚至可以说，它在某种程度上像是对我们能力的一种“战略误判”或“过度承诺”。
首先，让我们直面“化学能动力时代”这个概念。我们目前能够广泛应用且相对成熟的推进系统，几乎都依赖于化学反应来产生推力。火箭发动机燃烧燃料和氧化剂，将高温高压的气体高速喷出，根据牛顿第三定律产生反作用力，推动飞船前进。这套系统在将物体送入地球轨道、甚至飞向月球时已经展现了其强大的能力。
然而，要实现载人登陆火星，所需的能量级别是指数级增长的。一趟载人火星任务，需要的不仅仅是把几吨重的探测器送上太空，而是要将数吨甚至数十吨的载荷（包括生命支持系统、宇航员、返回舱、着陆器、火星车等）送入太空，再加速到行星际速度，穿越数亿公里的太空，安全减速进入火星轨道，再进行复杂的着陆过程，然后在火星表面生存一段时间，最后还要克服火星引力，再次发射升空，返回地球。每一个环节都对能源提出了极为严苛的要求。
为什么说它在化学能动力时代不切实际？
1. 巨大的燃料质量需求： 化学火箭的推力重量比虽然不断提升，但其本质上是消耗品。要实现如此长距离的星际旅行，所需的燃料质量会呈爆炸式增长。根据火箭方程（齐奥尔科夫斯基火箭方程），为了获得更大的速度变化（Δv），你需要指数级增加初始燃料质量相对于有效载荷的比例。这意味着，飞船的大部分质量将是燃料，而载人舱、生命支持系统等真正有价值的部分则显得微不足道。要将足够多的物资和足够强的生命支持系统送往火星，并保证宇航员的生存和返回，所需的燃料重量将是天文数字，以至于我们现有的运载火箭技术难以一次性将其全部送入轨道，不得不采用分批发射、在轨组装等复杂且风险极高的方案。这大大增加了任务的复杂性和失败的可能性。
2. 能量转换效率瓶颈： 化学火箭的能量转换效率相对较低。大部分燃料的能量最终以热能和动能的形式释放，其中很大一部分能量并未有效转化为推进力，而是以热量散失或以动能较低的粒子形式排出。即使是最高效的化学推进剂，其比冲（衡量发动机效率的指标）也存在物理上限。相比之下，核动力或离子推进等技术拥有更高的比冲，意味着可以用更少的质量产生更大的速度变化，这是实现长距离星际旅行的关键。
3. 技术成熟度和可靠性： 虽然我们对化学火箭的掌握已相当成熟，但对于载人火星任务的极端复杂性而言，其潜在的故障模式依然非常多。长时间的太空旅行对生命支持系统、推进系统、通信系统等都提出了极高的要求，任何一个环节的失误都可能是灾难性的。在化学能动力框架下，为了满足能量需求而增加的组件数量和复杂性，反而可能引入更多不确定性和潜在故障点。
4. 辐射防护与生命维持： 长期暴露在宇宙射线下是宇航员健康的一大威胁，尤其是远离地球磁场保护的深空环境。化学火箭无法提供有效的防护手段，意味着需要携带沉重的辐射屏蔽材料，这又进一步增加了飞船的质量，形成了一个恶性循环。同时，在火星上维持生命需要充足的氧气、水、食物，以及能源来驱动这些生命支持系统。化学能动力虽然可以产生一些电力（如通过热电偶或燃料电池），但其规模和效率能否满足载人登陆和长期生存的需求，是一个巨大的问号。
为什么说它可能是战略欺骗？
这里所谓的“战略欺骗”，并非指故意欺骗，而是指一种基于现有能力对未来目标所做的过度承诺，这种承诺在当前技术框架下难以兑现，并且可能误导公众、投入和资源的方向。
对公众的期望管理失误： 当一个国家或组织公开宣布“载人登陆火星”的宏伟目标时，很容易激起公众的巨大热情和期待。然而，如果实际的技术瓶颈和经济成本被淡化或忽视，一旦项目进展缓慢、多次推迟或最终失败，可能会导致公众信任的危机，甚至对太空探索的整体热情产生负面影响。
资源分配的错位： 载人火星任务是一项极其烧钱的项目。如果将大量的资金和研发资源投入到基于化学能动力实现载人登陆火星的努力中，而忽略了发展更具颠覆性的推进技术（如核聚变、反物质推进等更遥远的未来技术，或者更高效的核热/核电推进等短期内可能突破的技术），那么我们可能是在用一种效率较低的方式去追逐一个过于宏伟的目标，而错失了更有效率的途径。这相当于在没有找到更好的工具时，拼命地用一把钝刀去砍一块坚硬的石头。
“炫技”而非“实用”： 在某些情况下，载人登陆火星的目标可能更像是一种政治或技术上的“宣言”，旨在展示国家实力和科技水平，而非基于对实际可行性和战略价值的审慎评估。尤其是在缺乏明确的科学或经济回报的情况下，这种“炫技”式的目标可能会让资源流向“面子工程”，而不是真正推动人类太空探索的实际进步。
“赶鸭子上架”的模式： 当前推动载人登陆火星的动力，很多时候是基于政治周期、国家竞争的压力，以及对过往太空探索成就的延续。这使得项目在技术上存在“赶鸭子上架”的嫌疑，即在技术尚未完全成熟时，就强行推进一个复杂的项目。这与遵循科学规律、循序渐进的发展模式有所背离。
总结来说， 在化学能动力时代，载人登陆火星的挑战并非不可逾越，但其难度和成本之高，使得它在很大程度上是“不切实际”的。我们现有的化学火箭技术，就像是只能跑短途赛车的引擎，却被寄予厚望去完成一场横跨大陆的马拉松。这种期望，如果未能充分认识到其技术限制和资源需求，就可能演变成一种“战略上的误判”，一种对自身能力和科技发展路径的“欺骗”。它并非指有意为之的欺骗，而是指一种可能存在的认知偏差，即过分乐观地估计了化学能动力在实现如此宏大目标上的潜力，从而导致资源和精力的错配。
真正的突破，可能需要我们暂时放下对化学能动力的执着，转而探索和发展更先进的推进技术，或者更务实地将目标聚焦于无人探测、机器人探索，以及为未来的载人任务积累关键技术和经验。否则，载人登陆火星，在当前的“化学能动力时代”，很可能只是一个令人激动但遥不可及的梦想，一个消耗巨大人力物力却未必能如愿以偿的宏大叙事。
首先，让我们直面“化学能动力时代”这个概念。我们目前能够广泛应用且相对成熟的推进系统，几乎都依赖于化学反应来产生推力。火箭发动机燃烧燃料和氧化剂，将高温高压的气体高速喷出，根据牛顿第三定律产生反作用力，推动飞船前进。这套系统在将物体送入地球轨道、甚至飞向月球时已经展现了其强大的能力。
然而，要实现载人登陆火星，所需的能量级别是指数级增长的。一趟载人火星任务，需要的不仅仅是把几吨重的探测器送上太空，而是要将数吨甚至数十吨的载荷（包括生命支持系统、宇航员、返回舱、着陆器、火星车等）送入太空，再加速到行星际速度，穿越数亿公里的太空，安全减速进入火星轨道，再进行复杂的着陆过程，然后在火星表面生存一段时间，最后还要克服火星引力，再次发射升空，返回地球。每一个环节都对能源提出了极为严苛的要求。
为什么说它在化学能动力时代不切实际？
1. 巨大的燃料质量需求： 化学火箭的推力重量比虽然不断提升，但其本质上是消耗品。要实现如此长距离的星际旅行，所需的燃料质量会呈爆炸式增长。根据火箭方程（齐奥尔科夫斯基火箭方程），为了获得更大的速度变化（Δv），你需要指数级增加初始燃料质量相对于有效载荷的比例。这意味着，飞船的大部分质量将是燃料，而载人舱、生命支持系统等真正有价值的部分则显得微不足道。要将足够多的物资和足够强的生命支持系统送往火星，并保证宇航员的生存和返回，所需的燃料重量将是天文数字，以至于我们现有的运载火箭技术难以一次性将其全部送入轨道，不得不采用分批发射、在轨组装等复杂且风险极高的方案。这大大增加了任务的复杂性和失败的可能性。
2. 能量转换效率瓶颈： 化学火箭的能量转换效率相对较低。大部分燃料的能量最终以热能和动能的形式释放，其中很大一部分能量并未有效转化为推进力，而是以热量散失或以动能较低的粒子形式排出。即使是最高效的化学推进剂，其比冲（衡量发动机效率的指标）也存在物理上限。相比之下，核动力或离子推进等技术拥有更高的比冲，意味着可以用更少的质量产生更大的速度变化，这是实现长距离星际旅行的关键。
3. 技术成熟度和可靠性： 虽然我们对化学火箭的掌握已相当成熟，但对于载人火星任务的极端复杂性而言，其潜在的故障模式依然非常多。长时间的太空旅行对生命支持系统、推进系统、通信系统等都提出了极高的要求，任何一个环节的失误都可能是灾难性的。在化学能动力框架下，为了满足能量需求而增加的组件数量和复杂性，反而可能引入更多不确定性和潜在故障点。
4. 辐射防护与生命维持： 长期暴露在宇宙射线下是宇航员健康的一大威胁，尤其是远离地球磁场保护的深空环境。化学火箭无法提供有效的防护手段，意味着需要携带沉重的辐射屏蔽材料，这又进一步增加了飞船的质量，形成了一个恶性循环。同时，在火星上维持生命需要充足的氧气、水、食物，以及能源来驱动这些生命支持系统。化学能动力虽然可以产生一些电力（如通过热电偶或燃料电池），但其规模和效率能否满足载人登陆和长期生存的需求，是一个巨大的问号。
为什么说它可能是战略欺骗？
这里所谓的“战略欺骗”，并非指故意欺骗，而是指一种基于现有能力对未来目标所做的过度承诺，这种承诺在当前技术框架下难以兑现，并且可能误导公众、投入和资源的方向。
对公众的期望管理失误： 当一个国家或组织公开宣布“载人登陆火星”的宏伟目标时，很容易激起公众的巨大热情和期待。然而，如果实际的技术瓶颈和经济成本被淡化或忽视，一旦项目进展缓慢、多次推迟或最终失败，可能会导致公众信任的危机，甚至对太空探索的整体热情产生负面影响。
资源分配的错位： 载人火星任务是一项极其烧钱的项目。如果将大量的资金和研发资源投入到基于化学能动力实现载人登陆火星的努力中，而忽略了发展更具颠覆性的推进技术（如核聚变、反物质推进等更遥远的未来技术，或者更高效的核热/核电推进等短期内可能突破的技术），那么我们可能是在用一种效率较低的方式去追逐一个过于宏伟的目标，而错失了更有效率的途径。这相当于在没有找到更好的工具时，拼命地用一把钝刀去砍一块坚硬的石头。
“炫技”而非“实用”： 在某些情况下，载人登陆火星的目标可能更像是一种政治或技术上的“宣言”，旨在展示国家实力和科技水平，而非基于对实际可行性和战略价值的审慎评估。尤其是在缺乏明确的科学或经济回报的情况下，这种“炫技”式的目标可能会让资源流向“面子工程”，而不是真正推动人类太空探索的实际进步。
“赶鸭子上架”的模式： 当前推动载人登陆火星的动力，很多时候是基于政治周期、国家竞争的压力，以及对过往太空探索成就的延续。这使得项目在技术上存在“赶鸭子上架”的嫌疑，即在技术尚未完全成熟时，就强行推进一个复杂的项目。这与遵循科学规律、循序渐进的发展模式有所背离。
总结来说， 在化学能动力时代，载人登陆火星的挑战并非不可逾越，但其难度和成本之高，使得它在很大程度上是“不切实际”的。我们现有的化学火箭技术，就像是只能跑短途赛车的引擎，却被寄予厚望去完成一场横跨大陆的马拉松。这种期望，如果未能充分认识到其技术限制和资源需求，就可能演变成一种“战略上的误判”，一种对自身能力和科技发展路径的“欺骗”。它并非指有意为之的欺骗，而是指一种可能存在的认知偏差，即过分乐观地估计了化学能动力在实现如此宏大目标上的潜力，从而导致资源和精力的错配。
真正的突破，可能需要我们暂时放下对化学能动力的执着，转而探索和发展更先进的推进技术，或者更务实地将目标聚焦于无人探测、机器人探索，以及为未来的载人任务积累关键技术和经验。否则，载人登陆火星，在当前的“化学能动力时代”，很可能只是一个令人激动但遥不可及的梦想，一个消耗巨大人力物力却未必能如愿以偿的宏大叙事。
网友意见
我分析一下载人登火星，结论是勉强能上去，但绝对不可能返回，道理很简单，地球上任何运载火箭都是非常娇贵的东西，载人的尤甚，例如联盟号飞船由质子号火箭运载，在哈萨克斯坦的拜努科尔航天中心发射，肯定不能说在沙漠里随便找个平地发射。火星引力和地球相差无几，火星也有一层大气，这就决定了要从火星回地球，仍然需要在火星建一个发射场，这个发射场需要的工程量肯定不是几个宇航员能搞定的，如果能的话地球上苦于人力成本高不敢大兴土木的发达国家早就用这个技术到处盖房子了。运载能力决定了不可能往火星运什么重型挖掘机，塔吊，那就更困难了。
那么宇航员到了火星以后，只能住在火星。在火星上建立一套生态系统自给自足是不可能的，地球上的生物圈二号实验的失败证明了这一点，生物圈二号有两个足球场那么大，需要的物资肯定比能运载到火星的物资多一百倍了，但仍然失败。所以地球上每三年送一次补给不能中断。也就是说，你探索火星绝对不能一锤子买卖，要持续买单。以现在的航天技术，你怎么保证每次发射都成功？要知道失败一次，宇航员肯定就饿死了。当然，也可以送绝症患者和死刑犯上去。
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