拿水當(dāng)油燒，也就是所謂的“水變油”，可算一個(gè)很挑戰(zhàn)人們的基本常識(shí)，卻又經(jīng)久不衰的“保留式”P(pán)局。當(dāng)然，最終證明，這些讓人入套的P局中，不是車(chē)輛上有兩個(gè)油箱，就是有兩套獨(dú)立的電池系統(tǒng)。好在中學(xué)理化課程也教過(guò)，水是可以用直流電電解成氧氣和氫氣的；而氫氣在氧氣中燃燒，也可以再次變成水。而氫氣在氧氣中燃燒的發(fā)熱量很大，用在火箭技術(shù)上，就是低溫氫氧機(jī)。這是一種目前人類(lèi)已經(jīng)完全掌握的，單位比沖最大的液體發(fā)動(dòng)機(jī)，特別適合作為上面級(jí)和深空探測(cè)的動(dòng)力。瀚海狼山（匈奴狼山）以前的推文中也曾經(jīng)提到過(guò)，目前人類(lèi)火箭用的液氫，并非是電解水獲得，而是主要從石油化工的尾氣中提取。而液氧的獲得則簡(jiǎn)單得多，可以直接壓縮空氣再分層蒸發(fā)就會(huì)得到大量的液氧。
液氧的密度是1.14噸每立方米，這個(gè)密度比水略大，用起來(lái)問(wèn)題不大。而且液氧的儲(chǔ)存也比較容易，溫度相對(duì)較高，不容易泄漏。但是液氧只是氧化劑，真正的燃料其實(shí)是液氫。而這位就相當(dāng)?shù)牟缓盟藕蛄?。因?yàn)橐簹涞拿芏染尤恢挥?0.8千克每立方米。只有水的14分之一，這等于14桶的液氫才有一桶水的重量。這導(dǎo)致當(dāng)今的液氧液氫高能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)內(nèi)部70%的體積都是液氫儲(chǔ)罐，而剩下的30%的體積才是液氧儲(chǔ)罐和發(fā)動(dòng)機(jī)的體積。更麻煩的還不僅僅是一個(gè)體積過(guò)大、質(zhì)量太輕的問(wèn)題。液氫的溫度已經(jīng)很接近絕對(duì)零度，因此極其容易蒸發(fā)，要保溫必須具備很厚的保溫層；還必須有一套附屬的制冷設(shè)備隨時(shí)降溫，既費(fèi)電又麻煩。氫原子是最小和最輕的原子，又非常容易泄漏。在地球附近使用的液氫火箭，
都是在很短的時(shí)間內(nèi)消耗完，不必附帶制冷設(shè)備。而如果液氫長(zhǎng)期儲(chǔ)存，即使儲(chǔ)存罐嚴(yán)密防止?jié)B漏，也會(huì)每天泄漏至少千分之一。這等于不用三年就基本泄漏完畢了。而火星探測(cè)，快去快回也需要至少3到4年。這等于會(huì)在火星任務(wù)的來(lái)回路上，液氫燃料罐里的燃料巧合泄漏完畢。這是載人火星探測(cè)任務(wù)，面對(duì)的一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)也急需解決的技術(shù)難點(diǎn)。目前已經(jīng)執(zhí)行的無(wú)人火星探測(cè)任務(wù)，都有去無(wú)回。也就是在地球附近把探測(cè)器用火箭加速到第二宇宙速度，然后進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道。在這期間，都只需要靠慣性飛行，并不需要消耗任何燃料。而飛行1年多后，探測(cè)器被火星引力捕獲。由于火星引力比地球小很多，因此探測(cè)器只需要消耗少量的自帶燃料就可以成功減速，成為火星的環(huán)繞衛(wèi)星，然后就可以穩(wěn)定的圍繞火星進(jìn)行綜合探測(cè)。如果再需要往火星表面投擲巡視器，也只需要一套降落傘和氣囊減速，基本不需要再消耗燃料。
但是載人探測(cè)火星就必須要考慮再返回。從火星表面起飛和到地球附近反推減速，都要消耗不少的燃料。這個(gè)過(guò)程還是比沖最高的氫氧機(jī)最合適，但是液氫卻最怕長(zhǎng)期蒸發(fā)。那么有人說(shuō)了。如果載人探測(cè)火星返回時(shí)，用液氫這么麻煩，干嘛不用最平常的煤油等燃料。從地球起飛時(shí)，不是也采用了大推力煤油機(jī)嗎？這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不難解釋。這就是煤油當(dāng)燃料，要完成同樣的比沖，其消耗量是液氫的15倍。如果載人飛船從火星開(kāi)始加速返回。需要至少600到800噸的煤油，而用液氫只需要45到55噸就已經(jīng)足夠。
未來(lái)30年，載人探測(cè)火星勢(shì)在必行。于是NASA提出新方案。即在這類(lèi)飛船脫離地球引力之后，飛船上干脆不再攜帶容器龐大而又危險(xiǎn)的液氫，干脆只攜帶120噸的純水。地球和火星之間的星際軌道距離太陽(yáng)仍然足夠近，太陽(yáng)能還很強(qiáng)。就在來(lái)回3年的過(guò)程中用太陽(yáng)帆板發(fā)電，再用電力電解水為氧氣和氫氣，然后分離壓縮可以當(dāng)返回的燃料。這個(gè)思路本身還是很有實(shí)際價(jià)值，不過(guò)也要考慮電解水設(shè)備萬(wàn)一失效，或者在太空生產(chǎn)液氫的過(guò)程中出現(xiàn)的加工風(fēng)險(xiǎn)。好在這120噸純水，也可以作為飛船上的植物和人員的生命維持循環(huán)用水。若發(fā)現(xiàn)水源不足，則可以從地球再發(fā)射1到2個(gè)50噸的水罐，進(jìn)行星際間加油，其實(shí)是加水！
