溫/觀察家網 趙諾亞：核熱推進火箭、梯子、地火星經濟圈...這些名詞過去隻出現在科幻作品中，已被納入中國未來火星計劃的藍圖中。
近日，2021年全球太空探索大會（GLEX 2021）在俄羅斯舉行。受疫情影響，中方線上參加了會議。
會議期間，中國運載火箭技術研究院院長王曉軍發表了題為《載人火星探測太空運輸系統》的演講，除了介紹中國以往火星探測任務中的成就外，還揭示了中國未來的載人火星探測和發展道路。
總體而言，這個想法分為三個步驟：第一步是機器人火星探測，包括采樣，選址和原位資源利用。第二步是初步載人探索，目的是載人火星着陸和基地建設，最後一步是飛行探索和建立地馬經濟圈。
為了實作這一火星計劃，中國運載火箭技術研究院已經基本确定了載人火星探測任務空間運輸系統的組成、特點、總體規劃和設計參數。與現有的太空運輸系統相比，火星探測計劃将需要更複雜的運輸系統，運輸系統将從化學推進轉變為熱核甚至核聚變推進。
王曉軍在緻辭中表示，實作載人火星探測太空運輸，還存在許多技術難點，但他說："火星探測對人類意義重大，是人類走出地球搖籃、探索生命起源、拓展生存空間的重要途徑。 中國的旅程已經開始，載人火星探測太空運輸系統的研究更具挑戰性。我們願與國内外同行和合作夥伴攜手合作，共同實作人類深空行走火星的夢想。"
王曉軍在視訊中為全球宇航員帶來的"載人火星探測太空運輸系統"演講視訊截圖（下同）
為建立"地緣火經濟圈"，中國計劃采取三步走
6月14日至17日，2021年全球太空探索大會在俄羅斯舉行。受疫情影響，中國線上參加了會議，為與會國的航天專業人士和媒體進行了演講。會議第二天，王曉軍作為中國代表，從太空運輸和火箭技術的角度，介紹了中國探索火星的曆史和未來。
然而，更令人擔憂的是王曉君對中國未來可持續火星基地甚至地馬經濟圈的計劃，正如王小軍在演講中所揭示的那樣。如美國知名太空新聞專業網站《space.com》專門對這個節目進行報道。
Space.com：中國希望在火星上建立可持續的存在
王曉軍的演講分為四個部分：載人火星探測任務的架構分析、載人火星探測發展路線的概念、整體運輸系統方案的概念、最終的關鍵技術難點。
在第一部分中，王曉軍表示，影響任務結構設計的因素包括地火轉移軌道類型、出發時間、起點、推進技術、是否使用氣動捕獲等。
他建議合适的火星任務将在2033年，2035年，2037年，2041年，2043年等開始，并且使用高橢圓軌道（HEO）選項是合适的。
在推進技術方面，核熱推進是載人火星探測計劃設計中的重要選擇。核聚變推進理論上具有高于行程的性能，需要理論和技術上的突破，适合作為載人火星探測的研究對象。此外，中國也在研究将天梯作為新的運輸系統作為太空起點，可以減小火星探測和運輸的規模。
在第二部分中，他為中國的載人火星探測提出了一個三步走計劃。
中方提出的三步走方案
第一步是機器人火星探測，主要進行火星采樣回航、火星基地現場勘測、原位資源利用和建設，這一步屬于技術準備階段。
"Space.com"解釋說，原位資源的使用和建設是指從火星表面以下抽水或直接從獲得氧氣中抽水，以補償火星探測補給的極限。中國的計劃是為最初的載人火星任務建造一個平台，從軌道前哨開始，為登陸火星做準備，并最終為火星基地做準備。
第二步是初步載人探索，主要包括載人軌道探測、載人火星着陸探索、火星基地建設等。
第三步是飛行探測，這是經濟圈的形成階段，主要是實施大型地火運輸機隊，大規模（火星資源）的開發和應用。
王曉軍提出了每一步空間運輸技術的相應路線圖。例如，在機器人火星探測階段，中方将使用大型或重型運載火箭将探測器直接發射到地火轉移軌道。探測器使用化學推進，選擇脈沖組合軌道，并使用推力制動到達火星進行探索。
在最初的載人探測階段，中方設計了新的軌道轉移任務結構，采用核熱推進組合，人員和貨物配置設定，在近地軌道（LEO）組裝，并從高軌道開始，采用火星氣動捕獲。
最初的火星載人運輸系統概念圖
他詳細解釋說，在這一階段，運載火箭将首先将貨物轉移級火箭和有效載荷轉移到近地軌道，貨物轉移級（火箭）在軌道上。地球太空渡輪階段将把貨物轉移階段運送到地球的高軌道，然後傳回近地軌道。
随後，貨物轉移級點火進入地火轉移軌道，利用大氣捕獲和近火制動，進入環火軌道，火星着陸和上升期（MDAV）在環火軌道上等待成員到達。同時，釋放火星表面設施并降落在火星表面。
到達載人轉移視窗，載人火箭直接發射到高軌道，與載人轉移級對接，載人轉移級點燃進入地火轉移軌道。載人轉移級近火制動器進入環形火力的軌道，成員通過火星着陸器和立管降落在火星表面，在火星表面進行操作。
傳回時，成員進入着陸和中心，傳回環形火力的軌道，與載人轉移級對接等待環形火力的軌道，然後從載人轉移級進入火力轉移軌道，最終傳回地球。
在最後的載人火星探測階段，中方提出采用一體化核動力運輸方式，從地空間站、日地L2等基地出發，選擇地火循環軌道，地火循環軌道已經安排好，轉移運載工具推進劑從地面或空間加注站進行補給。
載人火星探測階段飛行運輸系統概念圖
"載人火星探測和運輸系統非常不同"
王曉軍表示，與地球太空運載火箭一次進入太空相比，載人火星探測和運輸系統有很大的不同。其任務組成包括：進入地球軌道，地球軌道組裝，地火轉移，火星着陸和上升，火星軌道對接和傳回地球。
此外，載人火星任務往返火星可能需要數百天的時間，行駛距離數百萬到數億公裡，繞行軌道超過10倍。
為此，中方提出的具體任務參數為：
地球上升部分：7個重型運載火箭和1個載人運載火箭，使用化學推進劑。
地理空間渡地球火轉移階段：基于高比爆破核動力推進技術的擺渡階段，以及基于高比推力核熱推進技術的地火轉移車輛。
火星空間：基于化學推進的火星着陸器和上升。
地火轉移載體：核火雙動力，以三台10噸推力核熱機為主動力，利用核電系統為每個子系統提供動力。
載人轉移飛行器：總品質246噸，滿載108噸液氫，可運輸包括深空住宅子產品、載人航天器在内的65噸有效載荷。
貨物型中轉運輸船：總品質328噸，加注液氫76噸，有效載荷品質206噸。
當然，中國的火星計劃有許多關鍵技術挑戰。王曉軍表示，這些問題包括太空運輸系統的整體設計技術、大規模星際運輸推進技術、精密制導與控制技術、能源與星際測控通信網絡技術、輕熱結構設計技術等。
中國運載火箭技術研究院（又稱中國航天科技集團有限公司第一研究所），成立于1957年11月16日，隸屬于中國航天工業發源地中國航天科技集團有限公司，是中國曆史最悠久、規模最大的飛彈武器和運載火箭發展地。 測試和生産基地。
天空一号探測器着陸平台，美國宇航局人物
"Space.com"的解釋稱，王岐山的計劃"雄心勃勃"，但還處于非常早期的階段。此外，該計劃沒有考慮到人類長途旅行進入深空的其他挑戰，例如輻射和無重力條件的影響。但該計劃确實包括已經在開發中的技術，例如新一代載人航天器，其他中國航天機構将試圖解決運輸系統以外的問題。
目前，研究火星定居計劃的世界領先航天機構包括美國宇航局，歐洲航天局（ESA）和俄羅斯聯邦航天局（Roscosmos）。但就目前而言，美國宇航局的火星探測計劃主要基于阿耳忒彌斯登月計劃，并沒有提供完整的火星定居計劃。
值得一提的是，在這次會議上，中國國家航天局和俄羅斯國家航天總公司聯合釋出了《國際月球研究站路線圖》（V1.0）和國際月球研究站合作夥伴指南（V1.0），介紹了國際月球研究站的概念、科學領域、實施管道和合作機會等，供國際合作夥伴參與國際月球研究站規劃， 示範、設計、開發、實施、營運等各個階段的參與方向。
根據該指南，該項目設定了八個與月球相關的科學目标，從2021年開始，該項目将分三個階段建設，時長為15年，計劃于2035年完成，并确定了五種類型的合作，供國際合作夥伴參與所有階段和各個層面。
檔案釋出後，中俄雙方還将及時推出更新版的路線圖和指南，進一步明确國際月球研究站各工程階段的裡程碑計劃，及時釋出合作夥伴加入程式，確定整體項目穩步推進。