如果可以在火星上制造燃料 ， 美国航空航天局就可以减少几吨的初始重量 。而且第一次任务结束后 ， 设备还可以留在火星上继续制造燃料 ， 为将来的探测者制造空气和水 。
火箭升空器的引擎以甲烷和液态氧为动力 。制成这种燃料需要的所有成分——碳、氢和氧气——都可以在火星上找到 ， 前提是你要知道从哪里找 。
理论上 ， 氧气可以从火星大气层中提取 ， 在火星大气层中 ， 95%是二氧化碳;也可以从地表以下的水中提取 。同时产生的碳和氢还可以用来合成液态甲烷 。
然而 ， 钻探水源无疑给本就困难重重的任务又增加了一个令人烦恼的不确定性因素 。
挖掘和加工处理比简单地从火星大气中提取要复杂得多 。洛克说：“用地下水生产燃料的另一个问题是 ， 它会迫使你只能在你非常确信有水的地方着陆 。”如果在深挖后发现你着陆的地方是岩床 ， 那么所有赌注就都落空了 。
如果无法从火星的水中提取氢气 ， 那么就只能将氢气运送到火星上 。但是 ， 对一个初始任务来说 ， 这一想法是行不通的 。尽管氢气的质量不大 ， 但需要很大的储罐来存储 ， 这会占用大量宝贵的空间 。
“我们已经设计好一种着陆器 ， 它的顶部有一个平板的甲板 ， ”美国航空航天局马歇尔太空飞行中心的航空工程师塔拉·普尔斯格罗夫说道 ， “截至目前 ， 火箭升空器已占据了甲板的大部分空间 ， 已经没有足够的空间来存放氢气罐了 。”
美国航空航天局的工程师可以将火箭升空器加高来容纳氢气罐 ， 但是 ， 增加宇宙飞船的高度是他们要尽量避免的方案 。如果推进器太高 ， 着陆后翻倒的风险就会更大 。
而且 ， 过高的火箭升空器会给宇航员带来难以承受的物理压力 。在执行任务的过程中 ， 他们最不想做的事情就是爬高高的梯子 。因此 ， 需要优先考虑便捷性 。
照此来看 ， 目前的计划是发射一个火箭升空器 ， 它满载液态甲烷 ， 配备有一个化工厂 ， 这个化工厂可以利用火星大气来制造液态氧 。
这个过程预计花费一两年的时间 。当火箭升空器的燃料罐装满时 ， 宇航员就会被送往火星 。知道有一艘装满燃料的升空器在等待着将他们送回地球 ， 会使他们觉得很安心 。
但是 ， 美国航空航天局的工程师还不能准备任何“任务已完成”的标语横幅 。“挑战之一就是我们采用的是低温推进剂 ， ”洛克说 ， “一旦将推进剂送往火星 ， 在我们真正使用它之前 ， 要想办法在几年中使它保持冷冻状态而不被蒸发掉 。”
“我们已经研发出了推进剂 ， 但目前还没有零泄漏的阀门 。”普尔斯格罗夫补充道 ， “你应该已经想到了 ， 这就是为什么我们要优先在低泄漏阀门领域做技术研发的原因 。”
说得更广泛一些 ， 工程师担心时间是个大问题 。火箭升空器需要一两年的时间来制造燃料 ， 之后宇航员需要200天至350天的时间到达火星 ， 再加上他们在那个红色星球上的探测 ， 一共多达500天 。
所有因素加在一起 ， 意味着火箭升空器在登陆后 ， 必须要在长达4年的时间之后依然可以正常运行并且起飞 。“那可是在火星环境中 。”洛克说 ， “暴露在尘埃之中 ， 还要接受强紫外线的辐射 。想象一下你的家具暴露在外面那么长时间会变成什么样子！那还是在地球上 ， 家具得到的保护比在火星上强得多 。”
穿好！
在设计火箭升空器时工程师需要考虑众多问题 ， 其中最重要的一个就是：宇航员穿什么？
“你应该看过关于宇宙空间站的图片 ， ”洛克说 ， “他们都穿着短裤和T恤衫来回走动 。当你在一个大型飞行器里保持平稳飞行时 ， 你可以离开座位活动 。但在处于上升过程的飞行器里 ， 你不能去任何别的地方 ， 最好还是穿一件宇航服 。”

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