美国或将重启“星座计划”
外国媒体最近披露了一项新的美国太空计划。美国总统特朗普任命的美国国家航空航天局顾问团在*文件中写道:希望人类能在3年内被送上月球轨道。美国宇航局未来的工作中心将是加强地球和月球之间的人类活动,而不是冒险深入太阳系深处。这引发了人们的猜测:美国会重启星座计划吗?
“星座计划”由布什*提出,并于2005年开始实施。它计划开发一系列新的航天器、运载火箭和相关硬件,帮助美国人重返月球,然后在2020年飞往火星。奥巴马上任后取消了该计划,提议在2025年登陆小行星,并在2030年将人类送上火星。
航空航天专家、《国际空间》杂志执行主编庞志浩表示,美国尚未宣布新的深空战略,但它更有可能重返星座。
庞志浩说,美国最初计划在2021年发射带有新开发的空间发射系统(SLS)的猎户座航天器,以执行载人月球轨道器任务。现在看来,该计划可能会提前实施,在美国现有的技术基础上实现它并不困难。然而,他认为,如果美国要重新发射载人登月,在确保投资的前提下,至少需要5到10年的时间。
他说,尽管美国人已经登上了月球,但这是一次由全国人民在特殊情况下进行的工程考察。今天,尽管空间技术已经取得了很大的进步,载人登月仍然是一项非常复杂和巨大的系统工程,许多条件还不具备。
1969年7月,美国用土星5号火箭运送阿波罗11号宇宙飞船,实现了首次登月。迄今为止,土星5号仍然是人类使用过的最大的运载火箭,总推力超过3400吨,月球轨道运载能力为45吨,低地球轨道运载能力为118吨。随着阿波罗计划的终止,美国暂时没有如此大推力需求的太空任务,土星5号生产线于1970年关闭。直到2011年,美国宇航局确认了土星5号的后续设计。
庞志浩表示,SLS分为两个阶段。一级火箭的低地球轨道运载能力为70吨,仅相当于土星5号的一半多,计划明年首次发射。二级火箭的运载能力超过土星5号,但是将它投入工程应用需要更长的时间。
近年来,正如火如荼的猎鹰9号火箭暂时无法承担载人登月的重任。庞志浩说,即使是新开发的猎鹰重型火箭的运载能力也不及土星5号的一半,而且还没有进行第一次飞行。尽管SpaceX已经提出了“超级猎鹰”计划,但那更为遥远。他认为猎鹰9号甚至还没有在地球附近执行过载人任务。目前,必须首先解决可靠性问题。
除了火箭系统,庞志浩说猎户座飞船不能用于登陆月球。此外,开发登月宇航服和训练宇航员都需要很长时间。
中国航天科技第二研究院的研究人员、航天专家杨玉光对美国载人登月的前景表示乐观。他认为,只要SLS和猎户座飞船能够顺利开发,并且在阿波罗飞船的基础上开发出登月舱,几年后美国载人登月在技术上并不困难,但需要两次发射才能完成。
杨宇光的提议是分两次发射月球登陆地球轨道所需的有效载荷,包括载人的猎户座宇宙飞船、登月舱和一个末级。宇宙飞船和登月舱完成了交会对接,从第一个宇宙速度加速到第二个宇宙速度,并通过上一级,将组件送入地月转移轨道。接近月球后,组件刹车并进入绕月轨道。宇航员从宇宙飞船进入登月舱。登月舱与宇宙飞船分离,落到月球上。返回时,登月舱与环绕月球轨道的航天器对接,并一起返回地球。
然而,阿波罗计划在那一年只需要一次发射,载人登月是通过月球轨道交会对接实现的。如果美国重返月球只是重复其前辈的做法,即使所采用的技术方案更加复杂,其意义何在?
庞志浩说,未来人类登陆月球的目标应该是长期停留,建立能源基地、科研基地等。许多科学家认为利用月球作为发射载人任务的跳板更可靠。
杨玉光说,许多技术,如宇宙飞船和火箭,可以在登陆月球和登上火场之间进行交换。还有一些技术不能普遍使用,例如,登月舱和火星着陆器在技术上有很大的不同。奥巴马终止了星座计划,并决定不再重复登月,而是集中所有资金直接把人送上火星,但今天看来,这个计划仍然遥遥无期。“虽然从技术可行性来看,人类有能力掌握登陆火星所需的技术,但这些技术非常困难,从征服到实验验证,都需要巨大的投资。载人登陆火星的成本可能远远超过国际空间站。”他说,“但是这些钱是从哪里来的呢?尽管美国宇航局希望在2030年登陆火星,但所需资金尚未落实,也没有看到有意义的步骤安排。”他说,简单地在月球上着陆没有什么价值,如果我们能走得更远,提取并利用月球资源飞往火星,那就更有意义了。
(北京,2月12日,《科技日报》)
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