布什总统想要到2019年将美国人送到火星上去,可是国家宇航局发现1990年送他们到德国都是够困难的。国家宇航局本打算派60人赴德累斯顿国际宇航联盟年度会议;经费的困难只派了10人。
在大多数研究中——包括国家宇航局的研究——火星任务是非常复杂的。为了到火星再返回地球,一个太空船得携带大量燃料,它得放在一个空间站中发射。它太大不能着陆在火星上——而让它围绕火星运行,派一些小的着陆器到火星表面上去,就像一艘船的救生筏带乘客上岸。“火星直接”计划(Mars Direct),要求一个大而新的助推火箭,称之为Ares,能传送一个40吨有效载荷从地面到火星表面。Ares将发射两种有效载荷。一些发射将送一个居住舱——一个两层的供4个人生活、工作的圆筒——作单程运行,其它的火箭将传送一个小的两级火箭,这两级火箭也要足够大以便完成从火星到地面的旅途。
该程序会如此进行。首先,一个无人、无燃料的火 - 地火箭被送到火星上去,26个月后,有另外两个有效载荷被发射。一个是有4个宇航员及他们的居住舱;另一个是第二个无人返回舱。宇航员在第一个返回舱附近着陆,第一个返回舱已经充足了燃料且500天的探索后,在两个行星以返回的正确方式排好时能带他们返回。另一个返回舱着陆在火星的别的地方,开始制造燃料,为下一个探索队做准备。隔26个月另两个有效载荷就被发射。在这些探索队列中每一个队都有一个由甲烷和氧气推动的货车,每个队能在一个大约相当于德克萨斯州大小的地方活动。更大的火箭能完成更大的任务,甚至移民于火星。否则该探索队列随时可以断掉(有两年的预告期)。
“火星直接”计划所要求而其它计划并不要求的唯一技术是化学工厂制造燃料。这是一件简单的事情;空间基地反应堆能给化学工厂动力,这正在由美国能源部开发,苏联已在太空使用。
为了检查燃料在运行中的状况,可以派一个样板工厂到火星,用一个小火箭带回20公斤货物。一个无人样本返回任务在行星科学家们的心目中是伟大的,且被广泛地视为向载人使命过渡的必要探索。它也能用美国最大的通用火箭泰坦 - 4发射。
Ares火箭会更大。“火显直接”计划把它看作一个加大马力的无人太空航天飞机,带有一个放置在顶部的额外层——有点像航天飞机,也就是NASA商谈到所要建立航天飞机货载舱变体,能将它就目前未使用的部分加以改进,改进费用大约50亿美元。苏联的能源号火箭的加级变体,或欧洲所推荐的Ariane V,也许能做此项工作。
最大技术上的不肯定性也许在于建立能可靠地可作3年的生活支持系统。设计、建设、检查居及火 - 地运载舱不会太困难,但会费时间。在计划中打一个缺点是进行向外的一段旅行时,居住舱和Ares的上段由一根系绳保持在一起,相互绕着旋转,这样会给宇航员类似的重力。系绳必须是在飞行中被检查过,这一点在地球轨道上可以做。返回飞行将在失重和受约束的条件下,但苏联宇航员已经表明两种条件均可忍受所需的6个月。
在德累斯顿和其它这种思想已经传播的地方,“火星直接”计划已被热情地接受。其它计划则有很少希望。对许多太空热情者,一个探索计划就是周最好方法建立一个基础结构——即空间站、轨道航天飞机,月球基地等之类的——确保人类在太空的长久活动。“火星直接”计划从探索中将基础结构劈掉,这就是为什么它是便宜的原因。它甚至不要求NASA正在建立的空间站。自从布什将探索放回到NASA的议程上,空间站已经被卖出越来越多作为未来任务的补站。“火星直接”计划会削低那个数目。
如果Ares助推器能工作大约10年,许多人也许将此计划视为太空站的一个对手。它的价格应是差不多的且它会提供更令人兴奋的科学研究。所以,它不会利用公众对探索的热情来资助太空走廊的梦想,梦想太空基构和太空中的永久活动。由前宇航员托马斯 · 斯塔福德(Thomas Stafford)所领导的“综合”组织,将供给NASA和美国空间委员会的探索计划放在一起,就“火星直接”计划已经向该组织作了简短汇报;只要同意它的异端性,该计划值得好好一听。
[The Economist,1990年10月20 日]