人類為什麼無法登陸火星？

11-27

據說目前對這個問題論證得最全面（樂觀）的就是《趕往火星》這本書了。

思路是這樣的：
用目前能拿得出手的最大的氫氧發動機（比如SSME多台並聯，RS68多台並聯），製造的火箭應該可以將45噸的貨物運往火星，降落到火星表面的最大有效載荷是25噸，所有事情都要在這25噸內解決。
這樣整個計劃就分成3次發射，首先發射空的1號返回艙和燃料製造機上火星，自帶一罐子液氫，燃料製造機利用火星本地的CO2與氫進行反應，製造甲烷和氧氣。然後探險隊乘坐宇宙飛船前往火星，宇宙飛船本身就是生活艙。第三次發射是2號返回艙和燃料製造機，與探險隊同時出發，晚到一段時間。探險隊和生活艙降落到地面，開始探險。
探險結束後，探險隊搭乘1號返回艙，利用本地製造的燃料起飛，直接飛回地球。如果1號返回艙發生問題，那麼就改為乘坐2號返回艙。如果一切正常，則2號返回艙作為第2隊人馬的返回艙。不斷循環，每個起飛火箭都是上一組人的備用方案，安全性得到保證。

這個方案沒有什麼原理上的問題，燃料製造機需要發明，但技術可行性已經驗證過。考慮每代火箭發動機都要花費15年時間來開發，所以整個計劃的核心就是絕對不能再開發新的火箭發動機，一定要用現有的發動機來完成任務。
（航天的本質就是火箭發動機，畢竟其他東西比如載人飛船之類都能在10年內從無到有發明出來，只有發動機不可能，這點中國是最清楚的。）

但是這個方案的科學價值很低，探險隊在火星上只能進行最基礎的探勘，不能使用任何重型設備（帶不上去），不能走很遠（火星車即使有也不會是密封的），也無法驗證大型基地需要的各種技術（種地是做夢，帶水不可能，如果本地補充到了火星發現地下其實沒水那不是白費勁）。人類探險隊能幹的事情實際上要比機器人探測器少得多，畢竟整個任務90%的有效載荷都給人用了，無法攜帶更多儀器，這也是NASA和歐空局都反對載人航天計劃的根本原因。載人登陸計劃只有一個明顯優勢，就是在應對突發情況時可以現場處理，不必再經過幾分鐘的延時（根據發射方案的不同，火星任務的延時最高可以達到十幾分鐘），現在的自動化技術已經可以應對一般的太空探索（之前隼鳥和菲萊都從外星球帶樣本回來了），但是對突發情況就無能為力了。

作者會採用這樣急功近利的方案是有原因的，在美國現有的體制下，科學項目拖長了一定會變成政治災難，20年的大型計劃註定會被砍掉，所以火星計劃必須在10年中看到成
果。如果這樣的話，原有火星探索方案所要求的大前提——核動力等離子發動機，大型空間站兼飛船組裝廠兼燃料庫，月球和拉格朗日基地——就一個都沒戲，光造好它們就需要差不多20年時間，何況大型空間站的前提是每個星期都有太空梭向軌道運送物資，而太空梭項目本身已經失敗。

這個火星登陸計劃雖然科學價值不高，但可以激發美國人對航天的熱情，它本質上是一個大型廣告。往大了說，美洲大陸作為人類的新邊疆，拯救了古老的歐亞文明，而火星作為新邊疆，會拯救地球文明。往小了說，登月的成功帶來了預算，才有了後來的太空梭計劃（成功不成功另說），只有登陸火星成功，美國國會才會批錢給新一代火箭發動機，沒有發動機，所謂殖民宇宙純粹就是放屁。

如果有了核火箭和大型空間站，那火星地面有效載荷就會提高到45噸，讓探索計劃有突飛猛進的飛躍，形成《火星救援》里的方案。
先發射1號會合艙和燃料製造機以及其他附屬裝備上火星，燃料製造機製造甲烷和氧氣。然後探險隊乘坐宇宙飛船和單獨的著陸艙前往火星，第三次發射是2號會合艙和燃料製造機，與探險隊同時出發，晚到一段時間。宇宙飛船減速，進入火星軌道，探險隊乘坐著陸艙降落到地面，利用帶來的建築材料組裝生活艙，開始探險。
探險結束後，探險隊搭乘1號會合艙回到軌道與宇宙飛船連接，啟程返回地球。如果1號返回艙發生問題，那麼就改為乘坐2號返回艙。之後每次的1號返回艙都是上一組人的2號返回艙，安全性得到保證。
宇宙飛船本身只用於地火擺渡，因為採用核發動機，所以可以全程加減速，受地火沖合位置限制較少，如果有緊急集合任務也可以調用它。

作為一個剛用了一天玩坎巴拉太空計劃的人來回答這個問題。不考慮錢和回報的因素，就考慮整個計劃的技術層面也是有很多困難的。這裡的困難主要在於登陸返回牽扯的一系列問題。
發射和著陸方面人類已經有了足夠的經驗，土豪的NASA能安全扔上去一個汽車大小的火星車已經很能說明問題。但是，，載人登火星不一樣，載人還有一個返回的問題。火星返回可不比月球返回，首先是火星是行星不是衛星，比月球的引力大多了，你可以腦補下我們得把一枚能在地球上發射飛船的火箭平安弄到火星表面並靠它把探測倉和人給發射迴環繞火星的軌道的場景。(這裡可以看出，登陸火星靠降落傘減速就好，返回就得靠火箭，這難度不在幾個量級)
好，假設我們無論是靠太空加油，核推還是什麼坎星黑科技得到了這麼多的速度增量。下面一個問題又來了，宇宙中飛行不比地面開車，必須遵循各種軌道的限制，物理規律讓我們不可能直接直線飛回地球，這裡面就涉及到霍曼轉移的窗口問題，要能夠找到一個火星和地球位置正好的回家的橢圓軌道，得很久有一次(印象中得是到火星後呆大約兩年時間)。加上一來一去的時間，航天員們需要的生命維持系統就完全不是一個量級的了。

手機答，想到的就這些，回去繼續補充

目前在火星上活動的探測器，還有美國宇航局的「機遇號」、「好奇號」火星車，五個軌道探測器（美國的「奧德賽」火星探測器、火星勘測軌道飛行器、MAVEN火星探測器、歐洲航天局的「火星快車」、印度的「曼加里安」號）。藉助著這些人類的使者，我們在逐漸深入了解火星的秘密，並夢想著有一天能親自登陸火星。隨著科技的日益進步，地球文明不斷發展，甚至在本世紀20年代就會實現人類首次成功登陸，然後跟隨這些勇敢的開拓者，人類還將一步步移民這顆紅色星球。
2013年，荷蘭一家公司「火星一號」宣布要把人送上火星，但不提供返程票；美國的富翁蒂托提出500天的「靈感火星」計劃，2021年發射，飛越火星但不登陸，直接返回地球；美國國家航空航天局（NASA）表示，本世紀30年代要登陸火星。聽了這些官方或私人機構的計劃，我就知道這輩子肯定能看到人登陸火星，而且登陸的這些宇航員，現在都已經出生了，就在我們中間，希望很大了對不對？
火星任務的風險是非常大的，這一點宇航員們都知道。如果說是有去有回的任務，而且能安全登陸火星的概率超過三分之二，那麼很多現役的宇航員都會爭著去。但是我們必須考慮到從火星再安全返回地球的概率就小得多了，火星上什麼物資都沒有，出現各種問題的可能性很大。雖然從感情上難以接受，但是直接移民火星，去了火星不回來，實際上是從經濟上，從風險上，成本都最小的一個方案。
在火星上能和地球上通過視頻、郵件溝通，何必讓宇航員再冒一次太空旅行的巨大風險返回呢（太空的風險，可以參考電影〈地心引力〉、〈火星救援〉）。不涉及返程，火星任務的設計難度將大大減小，這就是藉助現代科技實現火星移民的必要條件。
2011年美國發射了「好奇號」，一噸重的「好奇號」穩穩噹噹的就可以發射到火星，而且一直工作到今天，像時間比較長的，「機遇號」在火星上已經工作超過了10年，所以人類能把這些東西發射上去，而且機器和電腦能適應火星表面的環境，問題是人類能上去嗎，能適應火星嗎？
人比機器要脆弱，發射的風險更大。我有一個設想是先通過發射無人的生活艙，來積累經驗，在技術成熟以後，再發射載人的飛船。如果想要在這個基礎上再降低風險，那麼發射到火星軌道的載人飛船在著陸之前分成兩塊，登陸火星表面的載人登陸艙只有3—5噸，通過降低重量來減少出現意外的幾率。這個載人登陸艙有軲轆，是個電動車，宇航員可以開著電動車去尋找以前投放的物資和生活艙。
將人類發射到火星的重型火箭，應將140—150噸的負荷發射到近地軌道，將一個生活艙（不超過30噸）發射到火星，之後多次發射並在火星地表組合連接起來，形成一個容納4—10人的基地。在40多年前，美國的阿波羅號多次成功登陸月球，當時的重型火箭，已經能將120多噸的負荷發射到近地軌道，所以人類現在的火箭技術，完全可以達到火星任務的要求。
從地球到火星，旅途中8個多月的微重力環境，是否會造成嚴重的健康問題？我列出幾個數據：俄羅斯宇航員波利亞科夫曾在「和平」號空間站上連續工作了437天17小時58分17秒；宇航員謝爾蓋.克里卡廖夫多次上太空，累積停留時間達到803天；美國前宇航員格林以77歲的高齡乘太空梭重上太空。所以從地球到火星的旅途，並沒有突破人類之前的太空滯留極限。
在火星表面生存，火星居民要有太陽能電池，通過太陽光來發電，還有一個辦法是利用核能，通過核電池和微型核反應堆，不管白天黑夜，或者是有沙塵暴的情況，都能隨時的提供能量。在火星表面必須要準備足夠的備份物資，4個人在火星生存，那麼就要準備10個人的物資和能源。
幾十年後，在火星的居民逐漸積累了生存經驗，火箭技術也更成熟，之後通過幾百年到1000年的多次發射，人類可以在火星建立一個或幾個地下的城市，達到10萬的人口。人類的原始人是利用洞穴穴居的，那麼在火星，人類將再次回到地下穴居的狀態，這是最安全的居住方式，避免了太陽輻射，也不會受到太空隕石的突然襲擊。
在今天，人類要移民，必須把人送上去送到太空中，也許1000年之後，人類就可以突破人體的限制、壽命的限制。人工智慧足夠高的話，派機器人去探索外星球就可以，或者是人腦可以和機器人直接連接，只要把人腦和機器人送到茫茫宇宙，就可以實現人類文明在整個宇宙中的散布。
科技的積累越久，登陸火星的成功率越高，但我們已經很久沒有走出過地球家園，很需要這樣一次能夠團結、激勵全人類的太空奇蹟。人類以後是一定要移民太空的，在我看來，火星就是一艘超大型的宇宙飛船，只有在這個地方實踐過、生存過，人類以後才能適應太空，真正的實現太空生存、星際移民。
地球是人類的搖籃，但是人類不能永遠生活在搖籃里。沒有做不到，只怕不敢想，我期待著人類火星登陸的早日實現，也願意親自踏上火星之旅的飛船！

登陸火星不是能不能的問題，而是成本問題。
97年nasa的一份報告認為登陸火星需要5000億美刀，nasa一年的預算大概多少呢？現在大約是25億美刀，所以問題就變成了：怎樣比較經濟的探索火星，而不是怎樣把一個人送上火星。
現在使用的比較經濟的探索方案就是，送一個機器車上去，雖然沒有送一個人上去那麼震驚，但是保證了，無需攜帶複雜的生存設備，不用考慮返程（返程的成本比單程的成本高數十倍！），這樣反而是一種比真人探索更為經濟且富有效率的方法，當然沒有真人那麼戲劇性

個人認為，nasa已經具有登陸火星的能力，
但是登上了火星再回來這能力就沒有了。

火星車上去損失的機器可以再造，
損失的一流宇航員代價就太大了。

理論上可以，技術上應該還是很有難度的。如果有興趣可以萬萬遊戲《坎巴拉太空計劃》吧，會對現在的所謂化學火箭有個比較直觀地認識。

實名反對@孟德爾

一次只能45噸？現在國際空間站就有440噸。再在地球軌道上組裝個400噸的火箭在屁股後面，進行近地點推動，甚至可以多次補充燃料，把這個龐然大物送到火星。

一次從地球上發射的火箭就只能那麼大，但我們可以在化零為整啊。

整個方案的唯一問題，就是燒錢太多，多到可以和美國的軍費平齊的程度。

你沒看歐洲人和毛子把火星探測器給發丟了么？

不願花錢
如果肯猛砸錢下去，十年內載人登陸火星毫無困難

載人火星是一項系統工程，不是發個火星衛星再回收這麼簡單的事。先不說人的生理和安全問題，這麼大的系統荷載，要達到擺脫地月系的引力現在的化學火箭技術達不到。

http://www.zhihu.com/question/22198209/answer/33831986

燙