本文参加百家号＃科学了不起＃系列征文赛。

美国宇航局想要去往火星！

该机构一直在宣传的关于去往火星的方法类似于下图所示，应该包括以下内容。

将宇航员斯科特·凯利送到国际空间站生活一年，研究零重力的影响。

进行小行星重定向任务，将近地小行星送入月球轨道，证明太阳能电力推进在太空中起作用。

用空间发射系统上发射的组件在远处的地球轨道上组装火星转移航天器。

将宇航员完成一次火星之旅所需的一切打包放入另一个航天器中，然后送它们上路！

将航天器留在太空为未来火星之旅所用。分开来回运送宇航员和供给。

并不是说这些不是集思广益的想法，但这也不是我到达火星的方法。我对于这个计划非常有信心和耐心。

首先，我们可以跳过这项为期一年的任务。事实上，我可以直接得出结论来帮助美国宇航局：在零重力场中待一年会导致骨质流失，肌肉萎缩，免疫系统受损，遭受辐射，以及宇航员眼睛形状的改变。这些我们已经了解了。类似地，我们已经知道太阳能电力推进系统的工作在太空中相当有效、可靠、灵活。更多的商业卫星现在正在进行太阳能电力推进。令人惊讶的是，自千年之交以来，美国宇航局就一直在像“黎明”这样的任务中使用太阳能电力推进！这没什么需要证明，我们可以利用已知技术。

现在，组装一艘火星转移飞船，把它送上太空，再利用它进行进一步的探索——这是我赞同的。我将这样做。

首先，请其中一家开发太阳能电力推进卫星的公司建造一些太空巴士。也许每艘要花费几千万美元，然后它们可以搭乘猎鹰、阿里安或地图集登上太空。（这对美国宇航局来说是廉价的基础设施）之后，将它们捆绑在一起。我真正想要的是推进系统。每个航天器有大约10千瓦电力的推进系统，而美国宇航局要到达火星想要的是100千瓦左右的电力推进系统。所以，根据我的火箭科学计算，我们需要……10颗卫星。或者，如果我们去掉这些卫星通常携带的所有电信有效载荷，但我不关心这个应用，也许这个数字可以降低到5。

其中四个粘在一起（使用强制的蓝色离子发动机排气）

有人可能必须想出最好的方法来支持这些粘连起来的卫星，也许是某种桁架。但我并不太担心这，因为美国宇航局有20年的经验，建立模块化的东西，可以支持他们在太空桁架。他们可以只做他们最擅长的，用他们已得到高度认可的技术。

现在我们需要一个宇航员待的地方。最好是一个可以解决斯科特·凯利提出的问题的地方。太空旅行需要解决许多在零重力场中的生理问题。可惜的是我们的火星运载车不能携带重力。

噢，等等！科幻小说中有答案。几十年来它都知道答案！使航天器旋转。宇航员们生活在一种类似于重力的力量中，沿着旋转轴向外拉动。

但是建造一个句型环船要耗费大量时间、努力、精力和资源。我有一些不同的想法，更简单的方法。

我的火星运载车完成了！

它的右边，应该是一个可充气的圆柱形部分。（可充气部分对于空间建构来说是非常棒的，因为它们只需要一个小发射器。因为我的运载车上的所有东西都由小部件构成，如果他们需要像SLS这样的超重型发射器，我们可以每个月发射一次，而不是每两年发射一次。）这个可充气的栖息地通过绳索或某种类型的桁架与中央推进器核心相连。宇航员会感受到“重力”将他们拉向这张图的右侧（由于推力的作用还会稍微向下）。 左边是一个平衡装置：我设计它是为了引发空的火箭上层。它或许可以作为一个大的存储仓，但是主要目的是作为负重使旋转更容易。整个飞船将绕主轴转动，转得足够快来提供至少相当于月亮或火星的引力。

在将全体船员和这些一起送上火星前我还要做最后一件事。为了宇航员能顺利到达火星并在火星表面停留，我将在运载车上准备足够的食物、水和空气。

但是还不够返回。

我会带一些种子。当宇航员登陆火星，他们要做的第一件事是成为高科技太空农场主。他们将在火星表面种植回程所需的所有食物。

为什么我想要这样做？一方面，种子比成熟的食物小很多，质量也轻。种子应该比较便宜-在能量意义上-比那些食物更容易到达火星。并且，在火星上我们可以获得的水和来自大气中的二氧化碳，促进植物生长。因此，在整个任务中我其实节省了时间和金钱。还有第二个原因，一个更能令人信服的原因。如果我们不知道如何殖民和探索其他行星，还继续殖民和探索它们，那么努力的意义何在？学习怎样利用其它星球上的资源是我们未来太空探索的基础。我们知道火星上有水，有氧气，我们还知道我们可能能够在它的土壤中种植庄稼。我们应该把重点放在这上面并加以推进。

换句话说，我认为-无论是从实用主义还是从哲学的角度来看，仅仅用能从地球上得到的东西来尝试火星探测都是目光短浅和愚昧的。

我们需要一个专注于发展利用火星资源的科技的太空项目来为未来的火星探索提供支持。我们需要以模块化的、可再次利用的、可扩展的方式来实现这一点。我们必须确保我们的宇航员-不，我们的先驱者-有工具、材料、基础设施以及自主性来解决他们自己的问题。换句话说，我们必须不再去思考如何让几个人穿上航天服登上火星，不再去思考如何让宇航员在火星上搞科学，而要去思考如何在火星殖民。这就需要将很多小的方面要结合在一起，也要将更多大的方面结合在一起。不过，在很大程度上，我们拥有科技。我们一直都有科技。我们需要一个有正确方法的太空计划来使用它。

这就是火星旅行的方法。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Joseph Shoer-YSSFZJT

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