2019年08月12日

美国新登月计划有何不一样

周舟
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    新华社华盛顿8月10日电(记者周舟)在人类登月50年后,美国航天局开始紧锣密鼓地研制新一代重型火箭和“猎户座”飞船,计划2024年前再次将宇航员送上月球。为何不直接采用当年“阿波罗11号”的设计再赴月球?美国新登月计划“阿耳忒弥斯”究竟有何不一样?

多次往返月球南极

    美国航天局局长布里登斯廷7月向美国参议院介绍了新登月计划的进展,提到与当年“阿波罗11号”降落在月球正面的静海南部不同,“阿耳忒弥斯”计划中的落月点选在月球南极。

    选择在月球南极登陆的一个重要原因是,近来研究显示月球两极可能存储了约4.5亿吨的水冰,如果在相关地区建立基地,饮水问题较易解决。这些水还可能被用于制造液氧和液氢,从而为更远的深空探索提供火箭燃料。

    不过登陆月球南极计划的挑战也更大。“阿波罗11号”的落月点处于月球赤道附近的平坦地区,返回舱只需少许推进剂即可返回月球轨道,与轨道上的飞船对接后一起回到地球。而“阿耳忒弥斯”计划中的相关过程要复杂得多,要先在月球轨道上建立一个称作“门户”的中转站,宇航员抵达中转站后,再乘坐“摆渡车”往返包括月球南极在内的各处地点。

    这套复杂的系统有其好处。新计划中的火箭只需将飞船送到“门户”就行,因此不需要阿波罗系列任务中“土星5号”火箭这样的“大家伙”,可节省燃料,还可运送更多载荷。宇航员可在“门户”与月表之间多次往返,有助于建立月球基地。

登月计划分三部分

    要实现这一套能多次往返月球的登月设想,“阿耳忒弥斯”计划包括三个部分:建造“门户”、建造前往“门户”的火箭和飞船、建造往返“门户”与月表的“摆渡车”。

    第一,建造“门户”。美航天局已选择马克萨尔科技公司作为“门户”的第一个商业合作伙伴,该公司将建造一个50千瓦的高功率太阳能驱动器,作为“门户”的动力与推进系统。美航天局计划2022年底用商业火箭将“门户”的动力与推进系统送入轨道,还计划选择一家商业公司建造“门户”载人舱,尚未公布结果。

    据介绍,未来“门户”将拥有多个可接驳飞船的对接口,这也意味着它为以后希望使用中转站的探月飞船设立了技术标准。

    第二,建造前往“门户”的火箭和飞船。其中,由美航天局自己负责建造的“猎户座”飞船进展顺利,目前正处于组装测试阶段,其内部空间将是阿波罗系列任务中所用飞船的2.5倍,可运送更多宇航员前往“门户”。

    但与波音公司合作开发的新一代重型火箭“太空发射系统”几经拖延,预计将在2021年才能实现首飞。“太空发射系统”首飞时的近地轨道运载能力为70吨级,未来可达到130吨级,接近“土星5号”的水平。

    第三,建造往返“门户”与月表的“摆渡车”。美航天局再次选择了商业公司完成这项任务,目前共有11家公司合力开发这种载人登月系统。这套可重复利用的载人登月系统包括3个部分,用“运输设备”将宇航员从“门户”送入低月球轨道;用“下降设备”将他们送至月表;并用“上升设备”将他们送回月球“门户”。

月球基地指向火星

    布里登斯廷说,“阿耳忒弥斯”计划中的宇航员一开始要在月球南极停留7天,随着“门户”扩展和月表设施的增加,月表探索时间有望延长至数周或数月,这就意味着要在月球上建立基地。

    美航天局明确表示,在月球南极建立基地的一个目的是为在21世纪30年代奔向火星做准备。尽管目前对火星任务还没有特别清晰的规划,但布里登斯廷在美国国会作证时提出了一系列初步思路。

    他说,国际空间站、未来的商业空间站和“门户”都可用于测试火星任务所需的自动化飞船系统的长期可靠性。“阿耳忒弥斯”计划将开发太阳能电力推进技术,相关技术可用于能够重复利用的火星着陆器和载人返回舱。

    布里登斯廷表示,月球将成为火星的试验田,要完成长达数年的火星之旅,先要有能力在月球上生活数月。学会利用太空中的资源提供补给并制造产品是实现深空探索的前提,美航天局将在月球上测试类似技术。他说,可在月球上验证的技术还包括能源生产和储存、应对尘暴、医学支持等。

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