多次往返月球南極

 

　　美國(guó)航天局局長(zhǎng)布里登斯廷7月向美國(guó)參議院介紹了新登月計(jì)劃的進(jìn)展，提到與當(dāng)年“阿波羅11號(hào)”降落在月球正面的靜海南部不同，“阿耳忒彌斯”計(jì)劃中的落月點(diǎn)選在月球南極。

 

　　選擇在月球南極登陸的一個(gè)重要原因是，近來(lái)研究顯示月球兩極可能存儲(chǔ)了約4.5億噸的水冰，如果在相關(guān)地區(qū)建立基地，飲水問(wèn)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(yuǎn)的深空探索提供火箭燃料。

 

　　不過(guò)登陸月球南極計(jì)劃的挑戰(zhàn)也更大。“阿波羅11號(hào)”的落月點(diǎn)處于月球赤道附近的平坦地區(qū)，返回艙只需少許推進(jìn)劑即可返回月球軌道，與軌道上的飛船對(duì)接后一起回到地球。而“阿耳忒彌斯”計(jì)劃中的相關(guān)過(guò)程要復(fù)雜得多，要先在月球軌道上建立一個(gè)稱(chēng)作“門(mén)戶”的中轉(zhuǎn)站，宇航員抵達(dá)中轉(zhuǎn)站后，再乘坐“擺渡車(chē)”往返包括月球南極在內(nèi)的各處地點(diǎn)。

 

　　這套復(fù)雜的系統(tǒng)有其好處。新計(jì)劃中的火箭只需將飛船送到“門(mén)戶”就行，因此不需要阿波羅系列任務(wù)中“土星5號(hào)”火箭這樣的“大家伙”，可節(jié)省燃料，還可運(yùn)送更多載荷。宇航員可在“門(mén)戶”與月表之間多次往返，有助于建立月球基地。

 

　　登月計(jì)劃分三部分

 

　　要實(shí)現(xiàn)這一套能多次往返月球的登月設(shè)想，“阿耳忒彌斯”計(jì)劃包括三個(gè)部分：建造“門(mén)戶”、建造前往“門(mén)戶”的火箭和飛船、建造往返“門(mén)戶”與月表的“擺渡車(chē)”。

 

　　第一，建造“門(mén)戶”。美航天局已選擇馬克薩爾科技公司作為“門(mén)戶”的第一個(gè)商業(yè)合作伙伴，該公司將建造一個(gè)50千瓦的高功率太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)器，作為“門(mén)戶”的動(dòng)力與推進(jìn)系統(tǒng)。美航天局計(jì)劃2022年底用商業(yè)火箭將“門(mén)戶”的動(dòng)力與推進(jìn)系統(tǒng)送入軌道，還計(jì)劃選擇一家商業(yè)公司建造“門(mén)戶”載人艙，尚未公布結(jié)果。

 

　　據(jù)介紹，未來(lái)“門(mén)戶”將擁有多個(gè)可接駁飛船的對(duì)接口，這也意味著它為以后希望使用中轉(zhuǎn)站的探月飛船設(shè)立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　第二，建造前往“門(mén)戶”的火箭和飛船。其中，由美航天局自己負(fù)責(zé)建造的“獵戶座”飛船進(jìn)展順利，目前正處于組裝測(cè)試階段，其內(nèi)部空間將是阿波羅系列任務(wù)中所用飛船的2.5倍，可運(yùn)送更多宇航員前往“門(mén)戶”。

 

　　但與波音公司合作開(kāi)發(fā)的新一代重型火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”幾經(jīng)拖延，預(yù)計(jì)將在2021年才能實(shí)現(xiàn)首飛。“太空發(fā)射系統(tǒng)”首飛時(shí)的近地軌道運(yùn)載能力為70噸級(jí)，未來(lái)可達(dá)到130噸級(jí)，接近“土星5號(hào)”的水平。

 

　　第三，建造往返“門(mén)戶”與月表的“擺渡車(chē)”。美航天局再次選擇了商業(yè)公司完成這項(xiàng)任務(wù)，目前共有11家公司合力開(kāi)發(fā)這種載人登月系統(tǒng)。這套可重復(fù)利用的載人登月系統(tǒng)包括3個(gè)部分，用“運(yùn)輸設(shè)備”將宇航員從“門(mén)戶”送入低月球軌道；用“下降設(shè)備”將他們送至月表；并用“上升設(shè)備”將他們送回月球“門(mén)戶”。

 

　　月球基地指向火星

 

　　布里登斯廷說(shuō)，“阿耳忒彌斯”計(jì)劃中的宇航員一開(kāi)始要在月球南極停留7天，隨著“門(mén)戶”擴(kuò)展和月表設(shè)施的增加，月表探索時(shí)間有望延長(zhǎng)至數(shù)周或數(shù)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(gè)目的是為在本世紀(jì)30年代奔向火星做準(zhǔn)備。盡管目前對(duì)火星任務(wù)還沒(méi)有特別清晰的規(guī)劃，但布里登斯廷在美國(guó)國(guó)會(huì)作證時(shí)提出了一系列初步思路。

 

　　他說(shuō)，國(guó)際空間站、未來(lái)的商業(yè)空間站和“門(mén)戶”都可用于測(cè)試火星任務(wù)所需的自動(dòng)化飛船系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。“阿耳忒彌斯”計(jì)劃將開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電力推進(jìn)技術(shù)，相關(guān)技術(shù)可用于能夠重復(fù)利用的火星著陸器和載人返回艙。

 

　　布里登斯廷表示，月球?qū)⒊蔀榛鹦堑脑囼?yàn)田，要完成長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的火星之旅，先要有能力在月球上生活數(shù)月。學(xué)會(huì)利用太空中的資源提供補(bǔ)給并制造產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)深空探索的前提，美航天局將在月球上測(cè)試類(lèi)似技術(shù)。他說(shuō)，可在月球上驗(yàn)證的技術(shù)還包括能源生產(chǎn)和儲(chǔ)存、應(yīng)對(duì)塵暴、醫(yī)學(xué)支持等。