在此文的早期版本中，我们曾陈述火星距离我们 340 亿英里，而实际上，它只有 3400 万英里。我们已对此错误进行修正，并对此表示歉意。
就太阳系中地球以外的行星际目的地而言，在天气、环境或仅仅是坚实的地面方面，选择并不多。我们近邻的金星极其炎热，我们会在接近地面前就被烧毁。冥王星则向另一个极端发展，温度低至零下 400 华氏度。与此同时，海王星、天王星、土星和木星主要由有毒气体组成，即使它们有固体地面行走，也会将我们杀死。这还不包括它们的风暴。
火星确实是我们太阳系中唯一一个位于宜居轨道内的行星。经过半个多世纪，人类已经踏上了月球，并向飞往冥王星甚至离开了太阳系边缘的探测器进行了输送。我们甚至在火星上着陆了数个探测器，包括目前正在行星表面活动并传回照片和其他宝贵信息的NASA 的“毅力号”火星车和中国的“祝融号”火星车。
那么，人类为何尚未登陆火星？
据 NASA 称，在向火星发送载人任务之前，我们仍需克服一系列障碍，包括技术创新以及对人类身体、心灵以及我们如何适应另一行星生活的更好理解。
简而言之，NASA 约翰逊航天中心人类火星任务团队负责人 Michelle Rucker 和 NASA 空间技术任务理事会总工程师 Jeffrey Sheehy 表示，这些障碍可以归结为三大主要问题：抵达、着陆、生存和离开。
漫长的旅程
Rucker 说：“第一个障碍就是极其遥远的距离。”这颗红色星球最近时距离我们约 3400 万英里。但到火星的距离并非一成不变。地球和火星绕太阳的轨道距离和速度不同，这意味着在两者之间旅行存在一些更优化的时期，特别是考虑到不仅要快速到达火星，还要能够返回。
Sheehy 表示：“前往火星的‘列车’每 26 个月有一班。”他补充说，上一班“列车”发生在 2020 年 7 月。那段时期可能是行星际旅行最繁忙的时期——在两周内发射了三项无人火星任务。
然而，并非所有 26 个月的窗口期都一样。Sheehy 指出，此外，还有一个大约 15 年的大周期，在此期间的窗口期比其他时期更具优势。但 Sheehy 表示，优化在最有利时机抵达行星的飞行器，可能与我们其他年份所需的飞行器不尽相同。将所有精力集中在此窗口期登陆火星，意味着我们每 15 年才有一次机会——换句话说，它将是一种“只会一种技能”的载具。
技术当然在其中发挥着作用。我们发射升空的大部分火箭都依靠火箭燃料提供动力。但对于全化学推进系统而言，这种燃料需要很大的空间，并且对于长时间旅行来说并非最优。为了更快、更频繁地抵达火星，基于核热推进或核电推进的系统会更有效——Sheehy 说，这还是在我们对飞船尺寸设定较低目标的情况下。他的组织正在研究几种不同的核裂变技术，包括裂变表面能源系统。他们计划在月球上演示其中一种。
人类问题
除了技术，我们还需要更多地了解人类——这些为了适应地球大气和重力而进化的生物——将如何应对在太空飞船中经历数月低重力、近距离、封闭环境的状况。
这项工作已经进行了一段时间，无论是研究国际空间站上的宇航员如何应对孤立和低重力环境，以及他们返回地球时的状况。各种月球任务也揭示了那里的宇航员如何应对低重力状况。
此外，像NASA 的 CHAPEA这样的任务，一个为期一年的火星模拟计划，也将向科学家们提供关于一个小团体在长期任务中可能出现的潜在问题的信息。南极洲其他正在进行的研究任务也可以帮助我们了解可能的情况。这些问题对于确定完成基本任务所需的时间和所需人数至关重要。
另一个担忧是，在长时间缺乏外部接触的情况下，人类如何在狭小封闭的空间内生活。Rucker 说：“如果你厌倦了吃的东西，你不能说‘我们来点披萨吧’。”
但另一项帮助我们学习应对意外挑战的工具将是阿尔忒弥斯计划，该计划致力于在月球上维持可持续的人口。月球上日常生活的许多技术，以及生活条件可能如何影响那里的人们，都将为未来的火星任务提供信息。
着陆
进入火星轨道只是成功的一半。另一项挑战是在这颗红色星球上安全着陆，即使不一定完好无损。Sheehy 表示，NASA 正在开发一种充气式减速器——一种类似于反向降落伞的装置，可以在穿过大气层时保护并减缓着陆器。要实现真正着陆，着陆器需要类似超音速反推的装置——基本上是在底部装有喷气发动机，以逆转巨大的推力，使着陆器安全降落。
Sheehy 表示，为了克服开发此技术的挑战，NASA 计划将这样的系统发射到我们自己的轨道上，然后将其降落回地球，以测试其可行性。
一旦着陆，另一个潜在的障碍是沙尘暴。沙尘对月球上的宇航员造成了严重的困扰。由于没有风或其他力量侵蚀颗粒，沙尘锋利且摩擦了宇航员的宇航服。它们无处不在，并刺激了眼睛。
火星的沙尘可能不如月球沙尘那么锋利，因为那里存在侵蚀作用，但沙尘暴可能非常巨大——2018 年，“机遇号”火星车在一次严重的沙尘暴后离线。Rucker 表示，研究人员已经对这些火星沙尘暴有了很多了解，但他们仍然不确定是否已经见识过最严重的沙尘暴。
除了对行星上的宇航员或设备的风险外，沙尘暴还会扬起足够的尘埃遮挡阳光，这意味着任何太阳能设备在一段时间内可能无法正常工作。
设备在行星上的问题同样严重。Sheehy 表示，任何载人火星任务很可能都需要预先进行一次货物运送。
他说：“在我们将宇航员送往火星之前，这些货物将被放置在那里并进行检查。”
需要克服的其他障碍将是建造前往火星的飞船。Sheehy 和 Rucker 估计，根据我们选择的推进系统技术以及我们最终决定运送多少人，飞船的长度至少需要达到一个足球场大小。大小范围大致从比国际空间站稍小到显著更大。
两人都认为我们可能会在 2030 年代到达火星。下一次相对快速往返火星的载人航行最有利的窗口期将在 2033 年，但届时政治、预算和技术是否准备就绪尚不清楚。
在此之前，我们每天都在学习更多。
Rucker 说：“我们正在为登陆火星奠定许多基础工作。”
