□作者: 吴国兴
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一般的载人飞船由三部分组成：轨道舱、返回舱和服务舱。美国的阿波罗飞船除了这三个舱以外还多了个登月舱。未来的火星载人飞船由七大件组成，因此它不能简单地称为飞船，而应该称为飞船系统。火星载人飞船的7大件是：飞向火星射入级、双圆锥空气壳层、飞船居住舱、火星表面着陆器、火星上升飞行器、返回地球飞行器和飞行系统的电力供应。
飞向火星射入级
如果从地球表面到环绕地球的低轨道的运输是用推力强大的“土星5号”或“能量号”运载火箭，从地球低轨道射入飞向火星的轨道则用飞向火星射入级。飞向火星射入级可能是一级核动力的火箭。飞向火星射入级长25.3米，最大直径10米。在运输航天员的飞行中，该级用4台发动机可将航天员、飞船居住舱和下降级射入飞往火星的轨道。
双圆锥空气壳层
双圆锥空气壳层就是罩在飞向火星射入级顶部的一个圆锥形罩子。飞向火星射入级的前部是各种设备，如飞船居住舱和返回地球飞行器等，根据气动力机动和防热的需要，这些设备不能直接暴露在外面，应该用罩子将它们罩起来。
飞船居住舱
航天员从地球到火星沿途是生活在飞船居住舱内。该居住舱不仅是供从地球飞往火星的途中使用，而且到达火星后，在火星表面停留期间也使用。飞船居住舱可供6名航天员在里面工作和生活800天，其中近200天是在旅途中，600天是在火星表面。
飞船居住舱呈圆筒形、直径7.5米，长4.6米，两端各有一个呈卵圆形的顶盖，因此使舱的总长度为7.5米。圆筒内部被一分为二，形成上下两层。每一层的直径仍为7.5米，高3米。舱内结构和设备齐全。主要结构有舷窗、舱门、对接装置、配电系统、环控生保系统、废物处理系统、通信系统、贮藏室、防宇宙辐射的安全装置，航天员出舱活动用的气闸舱和进出通道等。
飞船居住舱内除贮存有航天员的生活必需品外，还装有生命保障系统、植物生长系统、医学监督和医学保障系统、舱外活动太空服、配电器材、信息管理系统、姿态控制系统以及航天员的生活设施，如床、餐桌、烹调设备、体育锻炼设备和娱乐设备等。
火星表面着陆器
当飞向火星射入级将航天员、飞船居住舱、火星实验舱、上升飞行器、推进剂生产车间和其它设备从地球推到火星时，必须先“停留”在环绕火星的轨道上，不能直接着陆在火星表面。因为这时候这些东西的速度很大，如果不减速而让它直接着陆，必将冲击在火星表面而被撞得粉碎。为使所有这些载荷安全着陆，必须使用火星表面着陆器进行减速。火星表面着陆器由4部分构成：用于支持载荷的着陆器基础结构，减速用的降落伞，减速并实现软着陆的反推火箭，最后是用于移动载荷到指定位置的表面机动装置。
火星上升飞行器
当航天员完成火星探测任务以后，将乘坐返回地球飞行器返回地球。但是返回地球飞行器是在环绕火星的轨道上，因此航天员必须先到环绕火星的轨道，才能乘坐返回地球飞行器。火星上升飞行器就是用于将航天员从火星表面送到火星轨道，并与在火星轨道上的返回地球飞行器交会和对接。火星上升飞行器由一个上升推力系统和一个乘员上升舱组成。上升飞行器的乘员舱内是加压的，可乘坐6名穿航天服的航天员，另外还可装载在火星探测期间收集到的所有标本。
返回地球飞行器
航天员从火星轨道返回地球乘坐的是返回地球飞行器。返回地球飞行器由返回地球射入级、返回居住舱和再入回收舱组成。当无人飞船将返回地球飞行器从地球发射到火星时，它只进入环绕火星的轨道，并不在火星表面着陆。而且进入火星轨道以后，它将在火星轨道上自由运行4年，直到上升飞行器在轨道上与其交会对接，航天员转移过来后，它才离开火星轨道返回地球。
飞行系统的电力供应
在火星飞船系统中，凡是有航天员工作和生活的地方都需要电力供应，其中居住舱生命保障系统耗电最多。飞行系统的电力来自太阳电池翼和再生式燃料电池，两者可提供30千瓦的电能。★
图注：
① 这是一艘科学家设想的、正在发射过程中的火星载人飞船，由于目前还没有设计出真正的火星载人飞船来，因此这种设想的飞船与未来真正的飞船未必吻合
② 这是一艘按航天飞机的主要结构和外形设计的火星载人飞船，飞船正在上升，准备进入地球轨道
③ 这艘火星载人飞船正在离开地球轨道，驶入飞向火星的轨道，由于不同科学家对未来火星载人飞船的理解不一样，因此设想出来的飞船也各不相同
④ 火星飞船经过长时间的飞行以后，快要到达火星
⑤ 这是火星飞船的表面着陆器，正在准备向火星表面着陆
⑥ 这是火星飞船居住舱的内部结构，居住舱内分成四层，六名航天员在里面生活和锻炼身体，居住舱的外面是火星载人飞船的其它结构
⑦ 这是具有人工重力的火星飞船, 为了防止长期失重对人体的不利影响，火星载人飞船上必须有人工重力，只要将火星飞船的居住舱进行旋转，即可产生人工重力，在漫长的飞往火星的旅途中，飞船都是采取这样的方式进行飞行
⑧ 产生人工重力的具体办法是：火星表面着陆器与飞船居住舱分离，然后机动到居住舱的另一端，从其顶部拉出数根长1500米的系绳，靠其自身的推力让表面着陆器与居住舱围绕系绳的中点旋转，每分钟旋转一圈，即可产生0.38g的人工重力，图中系绳的中点装有太阳电池帆板，另外表面着陆器的伞形空气减速装置已张开
⑨ 这是一种带有空气减速装置的火星表面着陆器，空气减速装置像一把伞一样伸展开
⑩ 火星表面着陆器已着陆在火星表面，空气减速装置仍然展开，一名航天员正在从扶梯下到火星表面。
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