上火星那么远怎么有能量返回地球？
上火星那么远怎么有能量返回地球？ 11 月 17 日，据相关爆料，马斯克在推特上表示，由于人们寿命延长，且出生率急剧下降，人口崩溃是必然的，全世界人口已经在昨天突破 80 亿大关。马斯克将移民火星提上日程。要建造1000艘星舰用于火星移民，真能实现吗？
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随着太空技术如火如荼的发展，很多商业大佬都把目标瞄准了火星，就像当年互联网浪潮所掀起的憧憬一样，他们如今对宏大的宇宙更加向往。
阿联酋在2017年就高调宣布，要与英国和法国的航天局展开密切合作，建立火星2117计划，预计在100年后，正式移民火星，把迪拜塔地标，建立在火星上。
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移民火星，需要克服哪些技术难点？
火星是距离太阳第四近的行星，直径约为地球的一半，绕太阳的公转周期是地球的两倍。我们和火星之间的距离很远，哪怕每26个月出现火星、地球交会窗口，两者最近距离也有5500万公里，最远大约有4亿公里。
如果乘坐1.2万公里/小时的飞行器，想要抵达火星，那么至少也需要6个月的时间。
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马斯克计划在十年内建造出一千艘可以用于登陆火星的星舰飞船，现在移民计划还面临最后的燃料问题。为了让星舰有足够的燃料跨过5500万公里的距离抵达火星。
按照马斯克的计划，他将会在火星表面建立一座生态城市，并以此为基地不断改善火星气候，火星将会被改造成第二个地球。
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最近，国际宇航科学院院士彼得·斯旺提出，未来太空电梯作为永久性物流基础设施，可将物资和人员运到太空，成为进入太空的新通道。
简单说来，就是从地球表面乘坐电梯直接到达太空基地，这个距离大约是36000公里。
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造太空电梯，原理并不复杂。长长的缆绳悬在天地之间，一端固定在位于地球赤道的海洋上，另一端“抓住”地球同步轨道上的平衡物（如卫星或空间站）。沿着缆绳，一个机器（太空电梯的轿厢）可以上下移动。
斯旺认为，未来人类建火星村、月球村需要发射大量物资到太空，星际旅行也备受期待，太空电梯非常具有商业竞争力。
就当今的科学技术水平而言，我们想要进入太空和其他行星，都需要直接在飞船上，太空船其实想要建造，成本巨大，并且存在一定程度相对危险的航天飞机。
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所以研究人员提出不能直接建立太空电梯，电梯这样的成本相对较少肯定会有一些，而且也比较稳定，相对风险会很低。
火星比地球距离太阳远，日照少，稀薄的大气也无法保存太多热量，昼夜温差甚至可达到一百多度。
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如果想要移民火星，人类必须要先克服失压、缺氧、寒冷和强辐射各种危险。
如果你真的可以乘坐电梯，那么当人们进入空间时，也必须要有相应的保护，这样可以避免在太空中受到一些危险的辐射。
总体来说，移民火星要解决种种困难。 上火星和重返地球是两件事。上火星，以目前的技术是很难重返地球的。全世界目前还没有任何太空运输工具能够在到达火星完成科研任务后再返回地球的。所以目前上火星的航天器都是单向不返回式。未来，可能会出现往返式火星航天器，但是这不是重点，人类在火星上长期居住应该才是科学家们最关注得问题。 如果把上火星定义为登陆火星，取一些土壤标本再回到地球的话，那确实是非常难，毕竟火星表面有相当于地球38%的重力，还有地球上10%的空气密度，顶着空气飞出火星引力圈绝不像飞出月球一样容易，直到现在人类也没有获取任何火星土壤。不过美欧已经有了联合立项的计划，现在已经派出火星车挖标本，最快2030年能实现标本返回地球。
不过标准放宽一点，把上火星改为上火星的卫星，难度就低的多了。火卫一和火卫二是太阳系中除了地月以外最容易登临的两个天体，2011年俄罗斯就发射了专门负责从火卫一取土的“火卫一—土壤”号探测器，还搭载了中国的“萤火一号”环绕火星探测器，可惜刚起飞几个小时就坠入大海。 很多人都有一个误区：火星比月球远很多，因此往返火星所需的能量远大于往返月球
实际上，火星虽远，但火星表面拥有稀薄的大气，如果使用大气制动，将探测器发射到火星表面所需的能量甚至要低于月球表面
如果采用“毅力号”火星车的方案，只需要承担地—火霍曼转移，中途修正以及落地前的临门一脚，以此节约了至少5000dv。
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但是从火星表面起飞入轨所需的能量是月球表面的两倍左右，而霍曼转移火地入射需要的能量要低于地球到火星的能量，从火星表面到达地球需要约6000米每秒的DeltaV
说个题外话，实际上，发射同步轨道卫星需要的能量甚至高于发射一个前往火星的着陆器。
但是火星与月球不同，火星两极以及地下含有水冰，大气中含有二氧化碳，理论上可以使用太阳能电解水获得氧气和氢气
也可以使用高效催化剂直接光催化水和二氧化碳转化为氧气和甲烷
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但和一切都绝不是技术问题而是政治问题。
相信人类的实力，阿波罗时代之所以只能登月而不能登火，完全不是因为单纯的能量的问题，而是一次火星任务需要数百天，出于对宇航员安全的考量，以及当时并不发达的深空测控以及自动化技术，信息往返一趟需要几十分钟，如果不考虑宇航员的死活，两发土星五号进行火星往返是完全可行的。登火计划虽然被提上日程但一直没有实施，如果苏联成功登月，想必NASA就能拿到更多联邦预算筹划载人登火了。 地球第一宇宙速度（环绕速度）是7.9km/s。地球的第二宇宙速度（逃逸速度）11.2km/s。
月球低轨道的环绕速度1.68km/s，而月球的逃逸速度（2.4km/s），
火星环绕速度是（3.72km/s）。赤道逃逸速度（5.02 km/s）
看起来，火星的逃逸速度比月球高一倍，但比地球的逃逸速度又低太多，所以虽然很难，但还是可以努力达成的。
我想的办法是，用液氧甲烷发动机，降落时保全火箭箭身。这个火箭是特殊设计的，比如五个喷口降落火星后，可以只留三个，够逃逸用就行，然后就地制氧和甲烷（火星上都有），充填后起飞回地球。
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