正當很多人等待重型火箭騰飛,搭載人類登月夢想的飛船奔赴月球時,SLS發射系統3号發動機因為故障推遲了發射,雖然這次沒有順利發射,還是有人問:
但這次為什麼又是NASA?
美國重返月球計劃啟動以來,受到了全世界的矚目,這是人類第三個登月計劃的實施。從阿波羅計劃的成功,前蘇聯的登月計劃失敗。幾十年來人類再也沒有踏上過月球表面,所以,這次NASA的登月計劃實施受到全球矚目是難免的。
這一次雖然又是NASA,但是不用灰心,人類的登月計劃中還有一個重頭戲,那就是中國的月球科研站計劃。中國牽頭的月球科研站與美國牽頭的月球門戶空間站,将會是未來人類在月球上兩大重點項目,今天我們一起來看看這兩個計劃的分别有什麼亮點吧。
美國阿爾忒彌斯計劃
上個世紀60年代,美蘇冷戰,雙方都将目光投放在太空領域。由于雙方都不甘示弱,航天技術在短期内突飛猛進。從載人入軌到載人登月,從載人飛船到載人空間站。但最出彩的還是NASA的阿波羅登月計劃。
美國登月并不算一件稀奇事,由于太空被前蘇聯的加加林捷足先登,美國決定要比前蘇聯先一步踏上月球。随後,1961年阿波羅計劃正式啟動。前美國總統約翰‧肯尼迪在1962年9月12日于萊斯大學發表演講時,一句We Choose To Go To The Moon。現在聽起來都是令人振奮的。1969年7月16日,随着一聲巨響,土星五号點火升空。帶着全人類的夢想,阿波羅11号飛船在土星五号重型火箭的推舉下飛往月球。7月21日,阿波羅11号指令長尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林登上月球着陸艙降落月球,阿姆斯特朗說出了那句享譽世界的名言:這是我個人的一小步,但是人類的一大步。
再後來,美國又進行了5次登月對月球進行了各類探測并帶回了381.7千克的月壤。
阿波羅計劃始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功後結束,總曆時約11年,耗資255億美元。約占當年美國GDP的0.57%,約占當年美國全部科技研究開發經費的20%。提供了驚人的就業長期增長。在工程高峰時期,參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構,總人數超過30萬人。
後來放棄月球計劃也成為了登月造假論的主要論點之一。其實,從上面的數據我們就可以看出,阿波羅計劃的開銷是特别大的,但是再如此大的支出後又沒有一個可觀的短期回報。要知道一枚土星五号就要12億美元,那是上個世紀的12億美元。不過為什麼會放棄月球,究其原因主要有這幾點:
1,前蘇聯由于N-1火箭的失敗,放棄了登月計劃。
2,前蘇聯開啟了空間實驗室計劃。
3,以當時的工業和科研技術,做不到開發利用月球資源。
在近地軌道部署空間實驗室讓美國人一驚,好家夥不能讓他們制霸近地軌道啊。随後就進行了近地軌道的一系列試驗。
進入21世紀後,美國并沒有放棄月球,在2004年就已經開始制定新一代載人飛船的項目,時任總統布什要求NASA提出一套完整的載人航天方案也就是後來的星座計劃,以滿足美國在國際空間站竣工及航天飛機退役後的需要,布什特别強調星座計劃必須兼顧載人登月目标,為人類長期駐留和月球開發預做準備,獵戶座飛船正式開始研發。2017年6月3日,美國總統唐納德·特朗普簽署行政令,由副總統麥克·彭斯牽頭,重組美國國家太空委員會。同年12月11日,特朗普簽署《1号太空政策指令》,更改了美國國家航空航天局未來的方針,要求後者整合現有資源,加快美國的探月、探火步伐。
簡單介紹一下美國阿爾忒尼斯計劃的兩個登月重器:
SLS發射系統:全球在航天材料和制造技術上突飛猛進,尤其在信息技術上取得革命式發展,都将為“阿耳忒彌斯”計劃帶來技術更叠。與半個世紀前執行阿波羅登月任務的“土星5号”火箭相比,新一代的登月火箭SLS發射系統更短、更窄,但更有力。火箭高98米,推力可達4100噸,超越“土星5号”,其低軌運載能力可達70噸-130噸,為現役運載能力最大的超重型運載火箭。最終的運載能力将達到143噸,甚至有可能達到165噸。
登月版星艦:SpaceX在NASA的登月艙招标中打敗了達因技術和藍色起源,獲得了NASA阿爾忒尼斯登月計劃中登月艙的合同,旨在開發登月版星艦用于往返月球軌道和月球地面。經過重新設計的星艦可以在月球表面和月球軌道之間飛行多次,而無需襟翼或隔熱層因為它不需要重新返回地球,隻需要在近地軌道至月球軌道或月面執行往返任務,自然不需要以上的組件。“星艦的能力是驚人的”。馬斯克之前表示,與NASA載人登月火箭土星5号在相同參考軌道上,“優化後的完全可重複使用星艦運載能力約為150噸。在消耗模式下,星艦有效載荷為250噸-300噸。”
月球門戶與國際空間站相同,有美國牽頭他的小老弟們一起搞的月球空間站,但這一次俄羅斯不跟他們玩了,選擇跟我們合作開發月球基地。
月球門戶由日本提供電池系統、加拿大提供加拿大臂3号、歐空局提供通信。SpaceX運送HALO模塊和開發貨運飛船。HALO模塊有三個對接口,一個用于停靠航天員生活模塊,一個用于歐空局的科學模塊,一個用于補給和飛船臨時停靠。
月球門戶作為月球的一個小型空間站,成功部署後将深空探索将變得更加便利,機動更加靈活。但由于技術更為複雜,資金需求更大,NASA也是為了保險起見,讓阿爾忒尼斯重返月球計劃順利進行而做出了這個決定。不過這個計劃并沒有被砍掉在後續的登月計劃,甚至是NASA的火星計劃都會用到月球門戶。
不知道大家是否有注意到,在2017年的時候,時任美國總統特朗普為什麼會着急加快登月和探火計劃,俄羅斯為什麼會退出與他們的合作。這背後都是因為一個航天大國的崛起。
中國的月球基地計劃
我國探月工程一期随着嫦娥五号順利帶着月壤返回後正式圓滿完成。
而接下來我們有着更宏偉的計劃——月球科研站。該計劃旨在在2030年左右初步建成小型科研站,初步階段不是可以住人的那種。2030年将是我國深空探索的重要裡程碑。探月總設計師吳偉仁表示,中國計劃在2030年前發射嫦娥六号、七号、八号。嫦娥六号将從南極地區返回1-2公斤樣本。 7号和8号将對月球進行原位探測。最重要的是,為2035年的月球基地做好基礎鋪墊,長征5号登月型也将在2030年正式亮相,屆時一同開展的還有我們的載人登月,和火星采樣返回等任務。
該計劃與俄羅斯共同進行,首先第一階段是對科研站選址的偵察;由中國的嫦娥4号、6号、7号,和俄羅斯的月球25号、26号、27号任務對基地落成區域的一個勘測。根據此前發布的消息來看,預計會在月球的阿裡斯塔克斯隕石坑和馬裡烏斯山,或者南極附近的阿蒙森隕石坑建成,在該區域進行對月球的科考行動。
而第二階段則是資源與通訊、就地資源利用和其他技術的在軌和地面基礎設施。名為 ILRS1 - ILRS5 的任務将分别側重于能源和通信、研究和探索設施、原位資源利用、通用技術和天文學能力。而未來兩枚超重型運載火箭中國的長征九号和俄羅斯的Енисей将加入月球科研站計劃。開展第三階段,進行物資運輸和載人登月等。
去月球最重要的是什麼?火箭。我國的航天軟技術上可以說是世界一流,甚至可以與美國相提并論。唯一不足的是在重型火箭的研發上是比較落後的,但後來者居上,為了月球計劃的順利進行,我們正在研發兩款重型運載火箭——長征5号登月版、長征九号。
長征五号登月版(别名921):主要是前期用于載人登月的運載火箭,通過發射兩枚長征五号DY分别将載人飛船與着陸艙上月球軌道,在進行對接,完成一系列的登月活動。
長征五号DY基礎級模塊直徑為5米,安裝多台120噸的發動機。從至少流出地圖來看,應該是搭載21台發動機,屆時總推力将達到2520噸,能将25噸的載人飛船送至月球軌道。
從新火箭中我們可以看出,我們航天的軟實力。因為大推力發動機多機并聯技術是我國運載火箭首次采用,帶來了複雜結構的靜力和動态力耦合作用及在聯合載荷作用下的非線性傳遞問題,是新一代載人運載火箭需要深化攻關的關鍵技術之一。為分析解決該問題,驗證設計方案的有效性,技術團隊設計實施了我國首次多機并聯靜動聯合試驗。曾經,前蘇聯的失敗就是因為耦合問題并沒有解決導緻最終的失敗,而我們已經解決了。
長征九号:長征九号原本是計劃用于載人登月的,但是超大型運載火箭的技術并不是這麼容易攻克的,所以為了嚴謹和加快中國的載人登月的,所以開始研發長征五号登月版。而長征九号則用于未來火星計劃和月球科研站計劃。從2021版的長征九号看,它的一級采用了16台的YF135發動機,二級和三級分别是4台和1台氫氧發動機。一級直徑達到了10.6米,整流罩9米。近地軌道運力高達150噸,最早将在2030年後首飛。
自從人類在某一個不經意間擡頭仰望了天空,就沒有停止過對太空的向往。而月球是人類踏足地外天體的第一站,無論是美國NASA還是我們的中國航天,又或者是歐空局和俄羅斯航天局都在趨之若鹜想要前往。這一次雖然是美國再一次走在了前頭,但越拉越近的技術差距并不會讓美國領先太久,後來者居上。能夠跟NASA的計劃硬剛的也就我們的月球科研站計劃了。為此,大家對我們的月球計劃有什麼看法?歡迎評論區留言。
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