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北京,2月12日,科技日报-一个新的美国计划“太空最近被外国媒体披露。美国总统特朗普任命的美国国家航空航天局顾问团在政府文件中写道: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”由布什政府提出,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。
国际太平洋航空公司的执行编辑、航空航天专家庞志浩说,美国还没有宣布新的deep 空载人战略,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Tai 空发射系统(SLS)的猎户座航天器,以实现载人月球轨道。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,仅为土星5号的一半多,计划明年进行首次飞行。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。