“火星一號”是一傢來自荷蘭的非營利組織，根據其創始人巴斯·朗斯多普的設想，他們將從全球志願者中選拔4名宇航員前往火星，2014年將打造出火星登陸計劃的第一顆通訊衛星，2016年使用SpaceX公司的“龍”式飛船將物資運送到火星，2018年發射火星探測器並確定人類首個火星定居點，2021年使用“龍”式飛船將宇航員生活艙送往火星，其中包括兩個居住艙、兩個補給艙以及兩個生命支持模塊，2022年還是通過“龍”式飛船將4名志願者送往火星，2025年再次派遣4名志願者登陸火星，到瞭2033年，火星定居點的志願者數量將達到20名，第一批次火星登陸計劃將耗資60億美元。
僅從計劃表上時間和資金上的投入可以看出，“火星一號”必然是不可能完成的任務，美國宇航局評估的火星載人登陸計劃至少需要30年的時間進行準備，耗資將超過4000億美元，在阿波羅登月計劃後期，NASA的工程師們就著手擬定火星載人登陸，僅在準備階段就需要進行10次發射，使用土星五號重型火箭將火星登陸飛船等物資送往近地軌道，在軌道上組裝成一個大型的補給站，為火星之旅提供足夠的燃料和生命保障系統。
同一批次前往火星的飛船至少保持3艘，通過260天左右的飛行抵達火星軌道附近並減速，宇航員進入登陸火星的飛船上，采用彈道-升力式軌道進入火星大氣並登陸，在完成火星任務後通過上升式返回艙抵達近火軌道，完成返回發射作業。即便將返回計劃完全撤銷，“火星一號”任務也將面臨諸多重大難題，且不論如何保障志願者的生命，僅僅是登陸火星所需的物資遠非發射載荷為6噸的“龍”式飛船所能承擔，從宏觀層面上看，“火星一號”任務將面對如下難題：
根據巴斯·朗斯多普的設想，“火星一號”任務將采用“龍”式飛船與獵鷹系列火箭，這兩款由SpaceX公司打造的組合式往返系統主要用於對國際空間站的補給，“龍”式飛船在2012年5月完成瞭第一次對ISS的補給任務，除燃料外的載荷為3.3噸，貨物體積為14立方米，而獵鷹9號火箭的近地軌道載荷為10噸。
火星任務的復雜性決定瞭不可能通過一艘飛船完成全部的任務，需要使用多艘飛船在地球軌道、近火軌道等位置進行交會對接、分離，形成多樣性的飛行體系。著名的火箭專傢馮·佈勞恩設想的火星載人飛行方案中，需要10艘飛船組成龐大的轉移體系，總質量達到3.7萬噸。有研究認為前往火星的飛船編隊需要80噸級火箭進行多次發射，在近地軌道上進行組裝，相比之下獵鷹9號火箭的運載能力僅為10噸，NASA正在研發的SLS火箭將有70噸與130噸兩個版本，前蘇聯的能源號火箭可將100噸載荷送入近地軌道。
“龍”式飛船是一款典型的近地軌道人貨運輸飛船，相比之下，NASA的獵戶座飛船和波音公司的“發現”號火星飛船在設計上更加適合遠距離空間飛行，尤其是“發現”號采用瞭雙模式的熱核火箭發動機，可滿足火星與地球之間的雙向空間飛行，多艙室的設計可保證宇航員在行星際空間飛行時有足夠的安全保障和燃料供應，還可勝任木星衛星群的探索任務。
以“發現”號宇宙飛船為例，飛船主體包括乘員艙、工程艙、服務艙以及四個大型主推進劑艙，每個推進劑艙可攜帶六個副存儲箱，還配備瞭捆綁式助推器，通過模塊化的設計完成不同的空間探索任務。通常情況下，采用霍曼轉移軌道可以降低火星之旅的耗能，由於熱核火箭發動機技術在未來10年內無法問世，采用化學能推進的飛船需要攜帶更多的燃料。
火星之旅的動力航程可分為三個階段，但是單程的“火星一號”撤消瞭火-地推進要求，僅保留地-火和近火軌道推進動力，有研究計算得出的結論認為，這兩項動力需求就需要1300噸左右的推進艙質量，其中包括瞭主發動機質量、推進劑質量等，“龍”式飛船的直徑隻有3.6米，有效載荷僅為3.3噸，顯然兩者相去甚遠。按照最低的質量要求，前往火星至少需要700噸左右的出發質量，如果采用100噸級的重型運載火箭，通過人貨分離的發射方式，也需要8次左右。
按照設想，抵達火星後的志願者們將使用太陽能電池板作為主要能量來源，NASA之所以將好奇號打造成核動力，就是避免火星上惡劣的沙塵暴覆蓋太陽能電池板，導致其失效，根據NASA此前數輛火星車的探索經驗，鳳凰號、火星探測漫遊者等都是電池板永久性失效無法供能。
科學傢已經規劃出飛往火星的軌道，大約分為四種，即霍曼軌道、大橢圓軌道、拋物線軌道以及金星借力軌道，按照最低4名志願者的要求配置近地軌道出發質量，霍曼軌道要求的起飛質量最低，但飛行時間最長，需要將近500天，而飛行時間最短的拋物線軌道也需要300天左右。
長時間的空間飛行將會導致志願者未抵達火星之前就出現各種空間疾病，比如骨生成和吸收障礙、免疫功能喪失等問題，有研究表明，空間飛行可導致人體淋巴細胞線粒體數量和細胞骨架發生變化，並最終死亡，T淋巴細胞增殖受到抑制，有絲分裂能力降低。除瞭人體自身功能降低外，還可導致身體內潛伏的病毒激活，有研究發現宇航員在返回地球後，尿液中巨細胞病毒數出現增加，帶狀皰疹病毒可以被激活，一方面人體的免疫機能下降，另一方面潛伏的病毒出現活化，這種情況進一步加劇瞭行星際空間飛行的危險性。
從上述論證可以看出，“龍”式飛船僅僅是以執行ISS人貨補給任務為主飛船，要進行地球與火星間的空間飛行，必然要做出重大改型，即便是單程火星之旅，也應該考慮如何將志願者安全送往火星表面。目前利用火星大氣降落火星表面的技術有三種：分別為彈道式、彈道-升力式進入以及升力式降落等，這三種方式均在近地軌道上實驗過，比如返回式衛星采用瞭彈道式；阿波羅飛船返回地球時采用瞭彈道-升力式；航天飛機一般采用升力式降落。
假設“龍”式飛船從近地停泊軌道出發，完成地-火轉移軌道後進入火星停泊軌道，志願者乘坐飛船需要具備多重超音速減速裝置和反推發動機，另外還需要一些運氣才能安全降落火星，畢竟無法采用NASA勇氣號的彈跳式著陸，而好奇號的“天空起重機”技術過於冒險。好奇號重達1噸的質量使得工程師們絞盡腦汁想出瞭不可思議的著陸方式，“龍”式飛船是否能安全度過那恐怖的七分鐘，無疑是個大問題，有研究顯示氣動捕獲技術可以用於火星、金星以及土衛六等天體的登陸，要運用於火星載人任務還需要進一步探索。
對於封閉性的模擬生態環境，最典型的例子要數“生物圈二號”，該任務也是探索未來火星等外星殖民的可行性，兩次實驗均表明我們目前還無法復制完整的自供自給封閉式生態系統，火星基地內的封閉式生態環境依然會逐漸走向衰亡。除瞭志願者依托的小型生態系統外無法持續發展外，空間疾病、機械故障都可能摧毀脆弱的第一批志願者小組，尤其是空間心理問題依然處於探索階段，NASA曾經研究過長時間的空間飛行對宇航員心理的影響，並在長達1051頁的《國際空間站安全手冊》中明確規定，對出現自殺傾向或者精神異常的宇航員采取捆綁、註射鎮定劑等措施。
人類目前的生理機能還不足以成為適合遠距離空間飛行的物種，還是一種脆弱的地球生物，離開重力場、大氣壓環境以及磁場都無法長期生存。當前的宇航技術基本具備瞭使用無人探測器對全太陽系探索的能力，行星著陸方式依然限於無人探測器，載人的行星際空間飛行在未來十年內可能無法完成，阿波羅計劃的成功需要考慮美蘇太空競賽的大環境因素，僅是一個非營利性機構提供的60億美元，遠沒達到火星探索的資金下限，NASA將重達900公斤的好奇號降落火星就花費瞭25億美元，“火星一號”也僅是一個“真人秀”節目。
Orignal From: “火星一號”不可能完成的任務
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