人類能登陸火星？NASA太空引擎今昔概覽

也許科幻電影的震撼視覺享受讓人覺得只要利用技術就無所不能，去火星將是家常便飯一樣地輕鬆往來。實際上，現實的星際旅行仍是困難重重。

據《赫芬頓郵報》10月20日報導，由於受限於太空船的動力系統、人體反應等條件，目前地球人的火星旅行計畫面臨很多挑戰。如果使用效率低的化學燃料火箭，只能進行長時間的星際旅行。普遍認為，按照現在的太空載人技術，火星之旅單程約需250天，往返會長達500多天。太空人在長期失重的太空旅行環境中，健康和安全都可能遇到嚴重問題，如宇宙射線的輻射損傷、免疫系統受損和眼部損傷等等。

報導說，回顧美國航太總署（NASA）的火星探測發展歷史，可以體會航太技術的一些發展情況。

過去曾設想核子動力太空船

航太總署早在1966年即有發展核子動力火箭的項目。他們曾做過NERVA NRX/EST核子引擎實驗，證明核子引擎產生高達113.5噸推力，並連續運轉90分鐘。

航太總署的布勞恩（Werner von Braun）曾構想阿波羅計畫後使用NERVA引擎作為土星五號火箭的第三級動力，並樂觀地期待1978年實現到達火星，甚至可以在1981年建立龐大的月球殖民地。

太空核子動力推進辦公室（Space Nuclear Propulsion Office）也擬定建10個核子引擎太空船的計畫（6艘用於地面實驗和4艘用於飛行實驗）。但是該計畫1966年後由於政治原因而拖延。最後，在1973年1月5日，NERVA核子動力太空船項目也完全終止。

現在發展電漿火箭技術

航太總署希望在2030年後實現登陸火星。自2013年，他們一直考慮火星運輸器（MTV）「哥白尼」號計畫，但是這只是一個輔助項目。航太總署正在積極發展電漿火箭技術。因為它對環境無害、高效以及能達到高速，所以獲得青睞。航太總署的黎明（Dawn）和深空1號（Deep Space 1）太空船使用氙氣2千瓦NSTAR電漿火箭，只提供約0.09牛頓推力，但恆定速度運行一年後（這是化學推進劑火箭做不到的），速度可以達到每秒幾公里，足以抵達小行星和彗星。

電漿火箭技術需要突破能源問題。要獲得幾十幾百牛頓的推力，則需要20萬至100萬瓦功率的能源。因此，航太總署現在採用太陽能-電能組合能源供應設計，以5萬〜10萬瓦功率來驅動霍爾效應電漿火箭。國際太空站（ISS）計劃測試另一種「可變比沖磁電漿體火箭」（VASIMR）是否可行，其VX-200-1引擎使用20萬瓦電能，可以產生5牛頓推力。據引擎研製者艾德阿斯特拉火箭公司（Ad Astra）的分析，這種火箭太空船可以在39天內到達火星。該實驗在今年3月被取消，但是航太總署仍對此保持濃厚的興趣，在其他方面如太空船和太空拖船使用此技術。

未來可能為混合動力太空船

大部分航太總署觀察家相信，火星運輸器將採用太陽能電力以及電漿火箭設計，裝備高效率的太陽能電池板。但是，這種太空船看起來會像一把飛行的大傘。不過，它有能力在大約100天左右到達火星。報導說，一旦我們能做到這些，可能會帶來商業競爭，將會有人開發出飛得更快的太空船，將太空飛行變成商務旅行甚至娛樂。也許，人會五天即能到達火星，一兩個月時間到土星！