美國的載人登月和載人探火是如何計劃的?

聖殿騎士993

1972年阿波羅17號完成了最後一次載人登月任務,在近45年的歷史裡,美國再沒執行過登月計劃,甚至連傳奇的土星5號火箭也都遺忘在了歷史中;上世紀70年代初蘇聯也在N-1火箭接連失敗之後徹底放棄了登月計劃。隨著蘇聯解體,俄羅斯經濟持續低迷,美國作為全球航天事業的領導者將目光再次聚集到了月球以遠,這次瞄向了更遠的火星。


冷戰結束之後,美國除了參與國際空間站建設之外,一直計劃醞釀新的載人航天和深空探索計劃。小布什政府提出了星座計劃,目標是在月球南極建立月球基地,以月球為跳板,把人類送往火星;奧巴馬政府提出了小行星重定向任務,瞄準登陸小行星,計劃小行星採礦,抓取小行星至月球軌道;特朗普上臺後全面推翻奧巴馬政府的計劃,重新將目標瞄準月球和火星。雖然看起來美國近幾任政府在航天計劃上搖擺不定,但是空間科技額研發卻沒有因此而停止,從“星座計劃”開始,面向未來載人航天的關鍵技術研究就已開始部署並得到持續穩定的支持,例如獵戶座載人飛船,具備空間站往返、載人登月甚至往返能力;

SLS重型火箭,從戰神系列火箭基礎上發展而來,具備LEO百噸以上強大的運載能力。

為了將人類送入更遠的空間,一項兼顧載人登月、深空探測甚至載人探火的計劃被正式提出以美國為主導的深空門戶計劃(Deep Space GatewayDSG, 2018

2月,DSG計劃正式更名為月球軌道平臺-門戶(Lunar Orbital Platform-GatewayLOP-G)。

1LOP-G計劃由那些國家參與?

目前,國際空間站的主要合作伙伴都參與了這一項計劃,除美國外,還包括俄羅斯、歐洲、加拿大、日本等國家,有意思的是雖然美俄兩國關係仍十分緊張,但航天層面的合作卻融洽的多,從和平號空間站起建立的良好合作關係好像並不太受政局的影響。

2LOP-G計劃具體要建造什麼?

該計劃核心思想是建造一個在地月空間運行的空間站,空間站能夠與月球著陸器,深空探測飛船對接,作為載人登月基地、深空探測和載人探火的前哨站。

第一階段:在軌建造一個由居住艙、推進艙、貨運艙、氣閘艙、獵戶座飛船、登月著陸器以及載人飛船組成的空間站,預計在2025年左右組建完成。運行軌道為近直線暈軌道(NRHO),近月點距離2000km左右,遠月點距離75000km左右,對載人登月極具優勢,軌道面幾乎垂直於地月系平面,通信不受月球干擾。

第二階段:瞄準月球以遠的空間,建造深空運輸系統(Deep Space TransportDST),也稱為火星運輸車(Mars Transit Vehicle),它由獵戶座飛船模塊和推進式居住艙模塊兩部分組成,可能採用電推的方案,DST擁有長達1000天運行和保障能力,能夠在載人狀態下往返空間站與火星軌道。DST

預計2027年與地月空間站對接,之後完成一系列無人和載人測試,待測試和補給充分到位後,在2035年前完成載人到達火星軌道的任務。目前,DST仍然是一個概念,NASA尚未在美國聯邦政府的年度預算正式提出該項目。

3LOP-G計劃最終目標是什麼?

對美國來說,該計劃最終的目標是實現載人探火(尚未涉及載人登火),該計劃可以看作是載人登火方案的預研;對其他國家來說,單憑本國實力幾乎不可能完成載人登月,藉助美國的航天實力完成載人登月無疑是雙贏的局面。一方面美國降低了獨自承擔經費的壓力,另一方面合作國家也願意用相對較低的投入換取難得的載人登月機會,並藉此完成自己的月球計劃。例如歐洲就可能計劃利用載人登月的機會建立“月球村”,完成“太空移民”的初步探索。

4LOP-G計劃也一直遭受質疑

LOP-G計劃在整個規劃階段缺乏適當的科學任務,受到了國際上多位空間和工程方面專家的批評;有專家指出建立月球空間站作為前哨站的想法太過於理想,由於月球空間站受體量和地球補給的限制,不可能完全勝任後勤補給的任務,在往來月球的路上與月球空間站對接並不會節省多少燃料;有專家也指出如果圍繞深空探測和火星探測,建立月球基地的想法更為科學和可行。

總體來說,月球軌道平臺-門戶計劃瞄準月球以遠人類從未涉足過的區域,需要空間科學、空間技術、空間應用合力突破,可能是人類再次踏上地球以外土地的強有力實踐。許多新技術的研發與應用在不斷推動人類航天事業進步、拓展人類知識領域的同時,也能惠及經濟社會的方方面面,為此,任何探索未知宇宙和人類生存的勇敢嘗試都應得到支持和鼓勵。

月球軌道平臺-門戶計劃在未來還存在變化的可能,下一步將如何發展,我們會拭目以待。


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