美國新登月計劃有何不一樣

2019-08-11 12:26| 來源:未知

美國新登月計劃有何不一樣
 
  在人類登月50年后,美國航天局開始緊鑼密鼓地研制新一代重型火箭和“獵戶座”飛船,計劃2024年前再次將宇航員送上月球。為何不直接采用當年“阿波羅11號”的設計再赴月球?美國新登月計劃“阿耳忒彌斯”究竟有何不一樣?
 
  多次往返月球南極
 
  美國航天局局長布里登斯廷7月向美國參議院介紹了新登月計劃的進展,提到與當年“阿波羅11號”降落在月球正面的靜海南部不同,“阿耳忒彌斯”計劃中的落月點選在月球南極。
 
 
 
 
  選擇在月球南極登陸的一個重要原因是,近來研究顯示月球兩極可能存儲了約4.5億噸的水冰,如果在相關地區建立基地,飲水問題較易解決。這些水還可能被用于制造液氧和液氫,從而為更遠的深空探索提供火箭燃料。
 
  不過登陸月球南極計劃的挑戰也更大。“阿波羅11號”的落月點處于月球赤道附近的平坦地區,返回艙只需少許推進劑即可返回月球軌道,與軌道上的飛船對接后一起回到地球。而“阿耳忒彌斯”計劃中的相關過程要復雜得多,要先在月球軌道上建立一個稱作“門戶”的中轉站,宇航員抵達中轉站后,再乘坐“擺渡車”往返包括月球南極在內的各處地點。
 
  這套復雜的系統有其好處。新計劃中的火箭只需將飛船送到“門戶”就行,因此不需要阿波羅系列任務中“土星5號”火箭這樣的“大家伙”,可節省燃料,還可運送更多載荷。宇航員可在“門戶”與月表之間多次往返,有助于建立月球基地。
 
  登月計劃分三部分
 
  要實現這一套能多次往返月球的登月設想,“阿耳忒彌斯”計劃包括三個部分:建造“門戶”、建造前往“門戶”的火箭和飛船、建造往返“門戶”與月表的“擺渡車”。
 
  第一,建造“門戶”。美航天局已選擇馬克薩爾科技公司作為“門戶”的第一個商業合作伙伴,該公司將建造一個50千瓦的高功率太陽能驅動器,作為“門戶”的動力與推進系統。美航天局計劃2022年底用商業火箭將“門戶”的動力與推進系統送入軌道,還計劃選擇一家商業公司建造“門戶”載人艙,尚未公布結果。
 
  據介紹,未來“門戶”將擁有多個可接駁飛船的對接口,這也意味著它為以后希望使用中轉站的探月飛船設立了技術標準。
 
  第二,建造前往“門戶”的火箭和飛船。其中,由美航天局自己負責建造的“獵戶座”飛船進展順利,目前正處于組裝測試階段,其內部空間將是阿波羅系列任務中所用飛船的2.5倍,可運送更多宇航員前往“門戶”。
 
  但與波音公司合作開發的新一代重型火箭“太空發射系統”幾經拖延,預計將在2021年才能實現首飛。“太空發射系統”首飛時的近地軌道運載能力為70噸級,未來可達到130噸級,接近“土星5號”的水平。
 
  第三,建造往返“門戶”與月表的“擺渡車”。美航天局再次選擇了商業公司完成這項任務,目前共有11家公司合力開發這種載人登月系統。這套可重復利用的載人登月系統包括3個部分,用“運輸設備”將宇航員從“門戶”送入低月球軌道;用“下降設備”將他們送至月表;并用“上升設備”將他們送回月球“門戶”。
 
  月球基地指向火星
 
  布里登斯廷說,“阿耳忒彌斯”計劃中的宇航員一開始要在月球南極停留7天,隨著“門戶”擴展和月表設施的增加,月表探索時間有望延長至數周或數月,這就意味著要在月球上建立基地。
 
  美航天局明確表示,在月球南極建立基地的一個目的是為在本世紀30年代奔向火星做準備。盡管目前對火星任務還沒有特別清晰的規劃,但布里登斯廷在美國國會作證時提出了一系列初步思路。
 
  他說,國際空間站、未來的商業空間站和“門戶”都可用于測試火星任務所需的自動化飛船系統的長期可靠性。“阿耳忒彌斯”計劃將開發太陽能電力推進技術,相關技術可用于能夠重復利用的火星著陸器和載人返回艙。
 
  布里登斯廷表示,月球將成為火星的試驗田,要完成長達數年的火星之旅,先要有能力在月球上生活數月。學會利用太空中的資源提供補給并制造產品是實現深空探索的前提,美航天局將在月球上測試類似技術。他說,可在月球上驗證的技術還包括能源生產和儲存、應對塵暴、醫學支持等。
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