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一艘微型无人探测器可以携带火星土壤样本返回，但即使是这样，一次发射也可能带来问题。如果我们指的是载人航行，只通过一次发射几乎是不可能的。

要从地球发射一个大型航天器进入行星际空间，我们需要与土星五号火箭差不多大小的东西。土星五号火箭最终让我们登上月球并返回，而要飞往火星，航天器还需要能够携带合理的有效载荷。

那么回程呢？嗯，我们将不得不携带第二枚火箭。

火星的重力约为地球的40%，大气稀薄，所以我们需要约三分之一土星五号的大小才能回家。

要返回地球，需要一枚从火星起飞时燃料充足的猎鹰重型火箭大小的火箭。

因此，需要比土星五号更大的火箭。事实上，需要比之前任何发明的东西都更大，而且不基于核武器或科幻。

火星有大气层。大气层便于减速飞船，但不幸的是，密度不足以使降落伞正常工作。

因此，我们需要更多的火箭动力来进行刹车着陆，而这种燃料将占据很大体积，进一步增加了发射质量。我们还需要一个热护盾，对于如此大型的飞船来说，热护盾需要足够大，这进一步减小了有效载荷。

如果火星没有任何大气层，可能会稍微容易一些。至少那样的话，降落可以更精确地控制。

任何航天机构在火星上成功率如此之低的部分原因是其大气层的密度变化相当大。这意味着有时大气层很密集，会阻止飞船（或烧毁飞船），而有时又太稀薄，几乎不能减速飞船。

这就是为什么目前倾向于采用发动机降落的原因。然而，由于时间延迟（火星与地球之间的距离巨大，光速并非无限大），这样的着陆应该是完全自动化的。无论做多少次，将任何东西降落在火星上仍然是一个巨大的技术成就。

这就是为什么从火星返回地球困难，直接的返航是不可能的原因。唯一的两个真实选择是核动力航天器（假设），或在火星加注燃料并通过多次发射旅行（也是假设）。

这将包括向前派遣一座小型炼油厂，发送一枚空火箭（可选），用火星燃料填充它或某个容器，发送一枚带有宇航员的一次性火箭，用轻型航天器着陆你的宇航员，完成宇航员任务，给第一枚火箭加注燃料，最后返回飞行。

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