时隔50 年,美国此登月不是彼登月

来源 :飞天科普周刊作者:李宇飞义务 编辑 :伍行健
2019-06-12 08:28

两个多月前,美国副总统彭斯在国度 航天委员会第五次会议上大年夜 志 勃勃地表示 ,美国的太空筹划 将“提速”,目标 是在5年之内让航天员上岸 月球,以确保美国成为21世纪第一个让航天员登月的国度 。众所周知,本年 是人类登月50周年。1969年7月20日,美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林先后登上月球,迈出了“人类一大年夜 大年夜 步”。那么,50年后的今天,美国为何要再次大年夜 大年夜 张旗鼓地推动 载人登月筹划 ?这一次的载人登月将有什么样的新特点 呢?

搭建地月之间的通道

阿波罗登月筹划 假想 的义务 较为简单 ,只是将航天员送到月球外面 ,然后将其安然 送回地球。

阿波罗筹划 采取 的是月球轨道交会飞翔 筹划 。该筹划 是应用 土星5号运载火箭将指令/干事 舱和登月舱组合体发射进入奔月轨道。飞翔 器上携带的是从地球到月球并返回所需的燃料和生活 必须 品。

飞翔 器进入月球轨道之后,3名航天员中的1名航天员留在指令/干事 舱中,其余 2名则进入登月舱。然后,登月舱与指令/干事 舱分别 ,并降低 到月球外面 ,而指令/干事 舱留在月球轨道之上。

登月义务 完成之后,登月舱从新 起飞 ,与指令/干事 舱在月球轨道交会对接。3名航天员全部 进入指令/干事 舱,摈弃 登月舱后,焚烧 分开 月球轨道并返回地球。

这个筹划 最大年夜 大年夜 可能地缩小了载人登月所须要 发射的飞翔 器范围 ,可以说是一个极其经济的筹划 。但是也因为这个筹划 的经济性,使其损掉 落 了摸索 全月面的可能性,阿波罗飞船是弗成 能降低 在今朝 来看极具价值的月球南极的。

美国21世纪再次登月的模式与阿波罗筹划 比较 将产生 很大年夜 大年夜 的变革 。美国将起首 建造一个名为“门户”的月球轨道空间站。月球轨道空间站位于月球的近直线晕轨道(NRHO)。

晕轨道是一种运行在地月体系 拉格朗日点邻近 的轨道,可以或许 以较小的轨道修改 稳定 运行。而NRHO是一种更为特别 的晕轨道,其轨道周期在6~8天,绕拉格朗日点做大年夜 大年夜 椭圆活动 ,近月点距离2000公里旁边 ,远月点距离75000公里旁边 ,轨道面几乎垂直于地月系轨道平面。

在所有月球轨道中,NRHO比较 随便 马虎 作为地月轨道转移的过渡。从NRHO进入月球极地轨道,载人飞船只须要 730米/秒的速度增量,耗时12小时旁边 ,明显 优于其他的过渡轨道,而保持 轨道所需的速度增量每年小于10米/秒。同时,在NRHO上的载人飞船与地球通信 可以不受月球樊篱 干扰,对飞船热控体系 的请求 也更少。

月球轨道空间站建成后,重要 浸染 是为载人登月义务 供给 中转干事 ,可同时支撑 4名航天员长达42天的深空义务 。

届时,猎户座飞船将承担起地球和月球轨道空间站之间转运航天员的义务 。航天员在月球轨道空间站转乘登月舱实施 登月义务 。有了月球轨道空间站的支撑 ,航天员可以达到 月面各个地点 实施 摸索 ,包含 含有大年夜 大年夜 量水冰的月球极区在内,甚至可以支撑 月面短期或半永远 科研站的运转。

应用 一切可用的力量

昔时 的阿波罗筹划 是美国与苏联“太空比赛 ”的产品 ,全部 筹划 是由美国宇航局主导实施 的。而全部 “阿波罗”的工程历时约11年,耗资高达255亿美元。在工程岑岭 期,参加 工程的有2万家企业、200多所大年夜 大年夜 学和80多个科研机构,总人数跨越 30万。

时至今日,这种以举国之力进行载人登月的可能性已经没有了。然而,因为 月球距离地球其实 过于遥远,并且 美国筹划 的21世纪登月模式又是如斯 “豪华 ”,实施 载人登月依然耗资巨大年夜 大年夜 。是以 ,美国不得不广泛 借助伙伴国度 ,甚至是贸易 公司的力量 来实现重返月球。

月球轨道空间站就是一个多国合作项目。月球轨道空间站估计 于2023年开端 安排 首个舱段,设计寿命15年。截至今朝 公开的筹划 显示,月球轨道空间站重要 由以下几个国度 负责研制的舱段构成 :美国供给 “电力与推动 组件”以及一个栖身 舱和一个应用 舱;欧空局拟供给 被称为“供给 燃料补加、根本 举措 办法 和通信 的欧洲体系 ”的一个舱段;加拿大年夜 大年夜 拟供给 机械 臂体系 ;俄罗斯拟供给 包含 对接节点的“多用处 舱”;欧空局和日本还会供给 另一个栖身 舱。此外,日本和美国还会负责后勤补给运输。

美国宇航局在2018年11月和9家公司签订 了贸易 月球有效 载荷干事 。运输的物品大年夜 大年夜 致包含 科学摸索 仪器、本钱 勘察 装配 ,以及人类基地培养 物质 等。

美国宇航局后续宣布 的贸易 月球载荷干事 需求建议书请求 :在2021年前,要将至少10公斤的载荷送到月球外面 ;2022~2024年,实现中型着陆器登月,可以携带500~1000公斤的载荷;经久 筹划 有载荷质量高达5吨的大年夜 大年夜 型着陆器,可以或许 反复 应用 ,并支撑 载人登月义务 。

2019年2月14日,美国宇航局举办 月球摸索 筹划 企业论坛,宣布 了其登月合作筹划 。美国宇航局经由过程 “宇航局通知书记 ”征集月球着陆器、太空燃料补给体系 和转运飞船的设计概念。

届时,美国宇航局将与优良 的入选者签订 合同,授予900万美元赞助 资金进入为期半年的初步研究 阶段。然后,美国宇航局会根据 具体的进展情况 选择至少两家公司,赞助 数亿美元进行实体建造。

建立 长久 驻扎的基地

50年前的人类第一次登月,目的异常 简单 ,可以说仅仅是为了在那边 留下本身 的萍踪 ,插上本身 的旗号 。而50年后的今天,美国重提登月不仅是为了重拾往日 的太空大年夜 大年夜 业,更是为抵达火星做预备 。

这个改变 产生 在2008~2009年间,人类在月球两极 创造 有储量丰富 的水冰。这个创造 意味着人类有欲望 应用 冰来解决饮水问题,还能用来制造 液氢、液氧等火箭燃料,进而成长 月球基地进行自给。是以 ,科学家们广泛 认为 ,月球就似乎 是通往火星之路上的一个“加油站”。

客岁 8月,科学家根据 印度的月船1号所传送回来的数据,创造 月球的冰是在月球外面 上,但是只在永远处于暗影 中的月球坑里有。这些零下249摄氏度的月球坑是太阳系中天然 形成的最冷的处所 。发掘 器械只须要 热量就能采出这些水并将其转换成燃料。这无疑又为人类在月球建立 迈向深空的进步 基地增长 了一个“砝码”。

为此,美国宇航局筹划 在2023年,发射月球车上岸 月面,寻找并采集水冰;在2024年,吩咐 ?消磨 美国航天员上岸 月球南极。

在月球建立 基地之后,跟着 本钱 原位应用 、食物分娩 等地外生计 甚至星球改革 技能 的进步 ,人类将真正向多星球物种改变 踏出关键 的一步。(作者:李宇飞)

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