要實現 NASA 公布的火星登陸完整計劃需要克服哪些困難？

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最大的困難：請總統／國會批錢
其次，長期飛行對人類生理的影響

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總統趕緊拍板啊！國會趕緊給錢啊！

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資金僅僅是「軟」困難，「硬」困難是 NASA 憧憬的一種針對未知領域的超越式的科研模式。

（當然前提是這裡已經撇開或者說不討論任何特定的技術難題了，況且究竟什麼是所謂的技術難題，在 2015 年地球上應該只有相當少數的人能準確地預見到。）

如同其他幾位知友所述，經費肯定是個問題，而且 NASA 在經費的問題上一再栽過跟頭，它自己必然也有清醒的認識，而且在此次發布的初步報告的詳本（ http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/journey-to-mars-next-steps-20151008_508.pdf ）中全方位地闡述了如何減輕和分散資金壓力，以及如何在資金充足以及資金匱乏的情況下使項目健壯地運行下去。

然而火星計劃是一個跨度幾十年漸進發展的大項目，登月計劃的級數級數級數放大版。基於這個大前提，個人在閱讀詳本過程中看到最令個人感觸的是原文第 25 頁中關於擺脫地球依賴階段技術研究的如下這段話：

「 ... These studies build on a long history of designing
deep-space missions, allowing NASA to adequately anticipate the challenges
that future astronauts will face. NASA is leveraging prior experience to
integrate these capabilities and design an open, evolvable architecture that
allows us to confidently make investments without making specific decisions
about missions in the distant future. This approach avoids the trap of
designing a rigid architecture that becomes obsolete due to unanticipated
changes. ... 」

這個基本意思，抽象地講，就是講你要在根本不知道需要解決的究竟是什麼問題的時候，預判問題是什麼，然後同時也清楚地知道這種預判可能是完全錯誤的。但是你解決這些預判問題的設計方案是完全開放性的，其本身需要能包容預判上的錯誤，甚至是偏離很大的錯誤，或者說是分布極廣的各種可能性，更甚至可以說是脫離預判本身在沒有最終細節目標的情況下進行，並能夠靈活地做出相應的調整，以將人力物力財力的無謂消耗在如此大時間跨度的項目中降到最低。

相比其他人力可為的「軟」困難來說，這個是活生生的「硬」困難，而且所有有基本科學亦或工程背景的人都應該清楚要達到能夠在幾乎沒有具體細節目標作為條件約束的情況下，進行開放性技術攻關的層次，是一個接近於科幻的人類文明發展水平。

（不過忍不住還是補一句，人類的，或者說 NASA 的，航天技術儲備其實已經蠻科幻了）。

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人類1969年就已經登上月球，2015年卻還沒有登陸火星，是什麼制約了人類探索太空的腳步呢？

答案是：沒錢

根據NASA的預算，載人登陸火星需要至少1000億美元。NASA每隔一段時間就煞費苦心抖個包袱出來，那都是為了爭取民意，忽悠國會撥款啊。

為什麼載人登陸火星會那麼那麼貴呢？答案是：嘴饞

飛往火星的飛船上，裝的食物可能比飛船本身還要重。在短途太空旅行中帶幾塊「壓縮餅乾」就能解決的問題，登陸火星時則需要一整套飲食供應系統，甚至是一個小型的可循環生態系統。如果是坐吃山空式的食物供應，那寶貴的飛船推進力量大部分都被消耗在食物上了。

第一代宇航員吃的是膏狀太空食品

登陸火星到底有多貴呢？

以地球時間2011年發射，2012年登陸火星的「好奇號」火星車為例，該項目耗資25億美元。聽起來好像不是很多啊……但你要知道，這25億美元（150億人民幣），僅僅相當於往火星發一個快遞的運費。

好奇號火星車

首先，火星車並不返回地球，因而也不需要搭載返回的裝置和燃料。

然後，火星車並不載人，因而也不需要生命維持系統，包括氧氣、水、食物，以及把尿液重新變成咖啡的循環裝置。一旦載了人，那可就完全不同了。

由於火星往返之旅需要大約2年，中途可絕沒有任何一個便利店可以買到泡麵。要吃，就得自己帶著。所以，用以維持宇航員生命的系統將佔到飛行重量的絕大部分，而生命維持系統的絕大部分都將是吃的。

想像一下，從廣州寄一個快遞給哈爾濱的朋友，花費是25塊錢。如果要求你親自將這個東西送到哈爾濱，而且只能步行往返，誰來估算一下，這趟旅程要花多長時間，花多少倍的錢？

根據NASA在2014年提出的預算報告，載人登陸火星的「經濟艙」計劃，需要至少1000億美元。

火星到地球的距離最近5500萬公里，是地月距離的145倍。最遠距離是4億公里。

要省錢就得減輕重量

和我們寄快遞同樣的道理，想要省錢，你就得減輕重量。事實上，NASA專門有一幫人整天絞盡腦汁各種倒騰，就為了減輕哪怕一公斤的載重量。省下來的，那可都是真金白銀。

減重有幾大方向，分別是胸部、腹部和腿部，啊不，說到減肥了……

減輕飛船載重的幾大方向，分別是

1.開發新材料減輕飛船本身重量

2.採用新能源減輕燃料重量

3.採用循環的食物供應系統代替消耗的系統，來維持宇航員的生命。

就目前人類掌握的技術水平來說，超輕飛船材料與核聚變推進都還只是科幻，只有第3點是最有希望突破的。並且，食物循環系統一旦開發成功，減重效果也是最立竿見影的。

正如你所知，現在生活在國際太空站的宇航員喝的都是循環水，也就是將尿液過濾處理後重新變成飲用水。

2009年，國際空間站的宇航員第一次喝上尿液循環處理製造的飲用水

所以，宇航員今天喝的咖啡，其實也是他昨天喝過的那杯咖啡。聽起來好慘，但這就是太空生活的現實：

為了省一丁點的重量宇航員們什麼都吃得下去

可是，喝的水可以循環，吃的東西還是純「消耗品」啊。空間站的宇航員依靠地球定期運送的補給食物生活，當前每運送1公斤食物到國際空間站，要花費近14000英鎊。這還只是近地空間。

宇航員們每天把這些花費天價運到太空的食物製造成便便，排泄到太空中，變成閃亮的流星。

沒錯，我們虔誠許願的浪漫流星，很可能只是宇航員的便便。

理所當然地，科學家會想到，如果能在飛船里種植蔬菜糧食，拿這些便便做成肥料，那就太完美了。這樣，宇航員今天吃進去的一個土豆，其實就是他3個月前吃過的那個土豆。

理論上，只要有能量，有機物就可以不斷在人體和環境中循環。

即將上映的科幻片《火星救援》中，被困在火星上的宇航員就是靠種土豆活了下來。現實中，國際空間站的宇航員也正在嘗試種植一些蔬菜。

馬特·達蒙飾演的宇航員在火星上收穫土豆

但是！要在太空種好蔬菜可沒有那麼容易！

地球上的農作物都是與特定的自然環境相適應的，包括光照強度、溫度、重力、微生物環境和空氣中的二氧化碳濃度等。而換到太空飛船里，這一切都改變了。

太空育種，正是利用太空中的特殊環境誘導種子發生變異，希望能夠變出人類需要的性狀來。然而，這樣的太空育種成功率是非常低的，大部分變異都是對作物生長不利的。

培育出能夠在太空生長的蔬菜還只是第一步，作物在生長過程中還會面臨各種威脅，包括細菌、真菌和植物病毒（假設飛船密封環境中沒有害蟲）。

在飛船里種菜，是不是也打農藥呢？這是需要嚴肅考慮的一個問題。

宇航員Valery G·Korzun展示NASA之前的栽培項目培育出來的蔬菜

再有，為了提高食物循環系統的運轉效率，蔬菜糧食的生長周期應該越短越好，可食用部分應該越多越好。

以上這些，都不是地球上現有的農作物，和地面上的農作物種植模式能夠完美滿足的。一名成年人一年大概要吃掉大約0.7噸食物，3位宇航員往返2年就需要4噸食物。

如果飛船里不能種菜，那就只能花費大部分的預算，用來攜帶這個超重的食物包裹。

至於帶著食物飛出太陽系？想都不要想了……

您覺得應該怎麼辦呢？

本文首發於微信公眾號「轉基因能好怎」，已授權科學公園免費轉載。

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贊同Kirishima的答案
要有經費！
重要的話說一遍(*′﹃｀*)

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入軌是成功的一半，delta-v永遠是太空活動里最大的障礙

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技術問題先放一邊，能用錢解決的問題不是問題。人的問題才是最大的問題，機遇號在火星離地球最近的一個時間點發射也飛了7個月，每15年才有這麼一次機會，想像一下在狹小密閉的空間中生活大半年還隨時有生命危險，目的地也是近乎未知的世界，人的心理承受能力是大問題。這也是火星500項目想要弄清的，中國有一位航天員王躍參加了。
沒wifi的8個月怎麼活啊？

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謝邀。
第一次被邀請回答但是可惜並不是擅長的領域。
從個人觀點發表一點愚見，單從社會角度來看NASA在申請預算問題上估計都會吃很大苦頭，詳情請參見日報的一篇文章，講的是NASA的預算問題，分析的很好，有空貼上來。
再次感謝邀請。

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主要問題是資金

有錢了，請鋼鐵俠把艙段分批發射上天，對接一個新的空間站再飛過去就行

沒錢？

...

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占坑，反對樓上所有答案，不審題就做答是對出題者的不尊重啊。
這是nasa2015年10月8日公布的計劃，火星探測分三步，但是最終實現不是2020年而是2030年當然這次nasa並沒有說不過我根據2013年他們提出的計劃是2030年前後。至於最大的挑戰nasa也說了就是人員安全問題不過沒說吃飯問題只是說了一堆諸如骨質疏鬆輻射致癌巴拉巴拉的。。意思就是是只要錢給到技術不是問題。具體的33頁計劃書沒有看，實現完整計劃要克服那些困難暫時沒有想好，沒有翻譯我得花點時間，占坑後補。

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因為沒有北航畢業的大神參加項目研究…

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國會預算
對於大部分預算案都是這樣。

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其實就是沒有錢！經濟問題，要是現在地球幾近崩潰，快不能生存的時候，這個技術肯定會發展的特別快！

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謝邀，雖然也許是邀錯了，我不會扯這題啊。2020年，距今也就四五年，拭目以待好了。

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首先是人員在輸送過程中的生存問題，這是首要的，從地球到火星需要多長時間，人員如果不能再這段時間內生存下去，一切都是白費，其次是登陸火星後的長期生存問題，加入安全到達火星，怎麼在火星惡劣的生存環境中生存下來，比如基地的建設，是從火星取材嗎，怎麼加工材料，怎麼建設，人員的食物問題，住宿問題可以在一定時間內不依賴地球不給的情況下，自己解決嗎

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前段時間發的長6，120t推力什麼概念，咱國家航天器的水平還需提高

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