4月2日,美国家航空航天局(NASA)发布《月球持续探索与开发规划》(下称《规划》)。《规划》指出,美国将于2023年抵达近月空间,2024年再次实现载人登月,随后将在月球南极建设“阿尔忒弥斯”营地,开展长期经济与科技活动,并支持21世纪30年代的首次载人登火。
01
NASA“0级”探索目标
NASA的“0级”探索目标涉及近地轨道、月球和火星等领域,主要包括:①将美国近地轨道载人航天转为商业运行,借助国际空间站和新建商业设施以探索技术并培训新商业应用;②与强大商业和国家合作伙伴合作,对月球开展长期机器人探索;③美国宇航员登月并安全返回;④扩展美国在月球的载人航天行动,支持月表持续活动,并演示验证登火所需能力;⑤扩大机器人参与支持人类登火,保持美国在探索火星方面的领导地位等。
NASA已经为实现“0级”探索目标制定战略,包括:将机器人与人类任务结合;基于在研关键使能硬件开发任务架构;扩展未来选择的新技术;鼓励NASA与工业界、国际合作伙伴合作,增强创新能力等。
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机器人任务
NASA的“月球勘测轨道飞行器”已对月球进行10年以上的成像与测绘工作;新“商业月球有效载荷服务”(CLPS)计划已经选定初始两项机器人任务,将于2021年开始向月表运送科学和商业有效载荷;还计划交付“月球极地挥发物探测车”(VIPER),将对月球南极的挥发物开展科学调查。
尽管轨道任务已经提供了月表及其潜在资源的大量信息,但机器人开展月表侦察十分必要,可用于验证轨道观测结果、为人类准备居住地,以及利用包括水在内的月球矿藏资源等。
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“阿尔忒弥斯”计划的早期任务
美国重返月球的基础是NASA的“猎户座”飞船和“太空发射系统”(SLS)。“猎户座”飞船可搭载4名宇航员抵达月球附近,“太空发射系统”是旨在向月球环境运送“猎户座”飞船和其他货物的重型火箭。“阿尔忒弥斯1号”将使用“猎户座”飞船和 “太空发射系统”开展不载人飞行试验,“太空发射系统”会将不载人“猎户座”飞船发送到距离地球45万千米处;“阿尔忒弥斯2号”将开展载人飞行试验,以试验所有硬件、软件以及操作组件;“阿尔忒弥斯3号”将于2024年,搭载首名女宇航员以及一名男宇航员登月。
在研的“动力与推进元件”(PPE)和“居住与后勤前哨”(HALO)构成月球“门户”的基础。作为“阿尔忒弥斯”绕月平台,月球“门户”将用于接收登月和返航的宇航员,并作为紧急情况下的安全港。
04
“阿尔忒弥斯”计划在2024年之后的任务
“阿尔忒弥斯3号”之后,总体规划是在月球及其附近开展行动,支持美国首次登火任务,以及实现美国在月表长期存在。为此,NASA将在月球南极建造“阿尔忒弥斯”营地。“阿尔忒弥斯”营地主要包括:可以在营地周围运送宇航员的月球全地形车;可从营地出发进行长时间旅行的机动式居住平台;可使4名宇航员在月球南极短期主流的栖息设施;以及实现通信、电力、辐射屏蔽、着陆平台、废物处理及存储等能力的配套基础设施。
“月球”门户也将继续发展,包括扩展其居住和相关支持系统等,以模拟登火任务。
05
更远期任务
尽管可以借鉴登月的成功经验,但是火星距离地球平均2.25亿千米,并且地球与火星之间空间存在更危险的辐射,因此人类成功登火难度极高。NASA设想应显著缩短航行时间,并将在火星表面驻留时间缩短到30~45天左右,以实现成功登火。NASA考虑的主要因素包括:在太空航行期间,宇宙射线辐射及其他灾难性事件对宇航员健康的威胁;在火星表面遂行任务的难度;任务系统的复杂性与成本等。
即使实现成功登火,NASA仍将在月球开展任务以维持美国在月球的长期存在,包括:延长宇航员驻留时间;开展科学调查,测试先进能力;开发自主制造、挖掘和建造等新技术;利用水、氧气、燃料及其他矿藏等月球资源;开发先进太阳能收集系统和小型轻量级裂变能源系统等。
来源:美国航天新闻网站/图片来自互联网
军事科学院军事科学信息研究中心 佘晓琼
转自:“国防科技要闻”(ID:CDSTIC)
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