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1969年7月20日，美国的阿波罗计划将宇航员阿姆斯特朗送上了月球，迈出了人类登月的第一步，使美国在冷战中占到了领先位置。 在2019年7月20日，也就是阿姆斯特朗登月50周年的这一天。美国国家航空航天局公布了阿尔忒弥斯计划。 这个以希腊神话中月亮女神阿尔忒弥斯命名的计划，提出在2024年前美国将重返月球，并最终在月球表面建立一个长期生存的基地。 今天咱们就来深入聊聊，这个计划里面将会用到了哪些科技。 首先要有能力将大载荷发射出地球，脱离地球重力的影响。 为此他们设计了一款全新的火箭-太空发射系统，英文叫SLS。 它是一种从航天飞机演变而来的重型运载火箭，载人版本高度为98米，载货版本高度为120米。发射推力4173吨，运载能力将达到165吨。 要知道美国1967年第一次发射的土星五号，号称地表最强火箭。高度110.6米，总推力3408吨，近地轨道运载能力118吨。 再比如SpaceX正在研发的星舰，它的高度120米，直径9米，有效载荷最高可达150吨。 所以不管是跟土星五号比，还是跟星舰比，SLS火箭将是迄今为止史上最强运载火箭系统。其研发费用将预计花费180亿美元。 火箭有了，接下来就是载人飞船了。 猎户座号飞船将会是新一代载人航天器，它的外貌与阿波罗飞船相似，但内部空间比阿波罗飞船大2.5倍，最多可容纳6名宇航员，融入了电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。 同航天飞机比，猎户座的使用成本更加低廉，安全系数也提高10倍。 发射时飞船将与火箭串联在一起，即飞行器在火箭的顶部，而不像航天飞机那样与火箭并联，所以能远离燃烧的发动机和坠落的碎片造成的危险，完全避开泡沫材料脱落的威胁。 同时也会有逃逸塔系统，一旦在发射时出现故障，引发燃料爆炸，可迅速将飞行器分离出去，通过降落伞安全降落，而且与航天飞机一样可以回收再用。 所以猎户座飞船将会作为载人月球及后续火星计划中的一个关键装备，为人类从发射到进入深空，并安全返回地球提供保障。 飞船有了，这时还需要一个空间站（Gateway），它的中文名称叫做深空门户。 简单说，这个空间站将在绕月轨道上运行。你可以把它理解成一个可重复使用的指令舱，可以在绕月轨道上载人, 并且也可以利用可重复使用的登陆器多次往返于月球表面。 这个空间站虽然没有现在的国际空间站那么大，但是至少也包含了下面几个模块： 比如能源与推进模块，它是为空间站和离子推进器发电。 月球居住模块，为空间站提供长期居住的条件，提供一个与猎户座飞船的对接口。 后勤模块为空间站提供后勤服务和实验条件。 气闸模块用于执行舱外活动外，并为深空运输提供停靠点。 可以理解为该空间站将作为对月表和火星进行无人、有人探测的集结地。 根据目前的计划，月球空间站的第一部分将于2022年发射，预计将在2026年初步完成搭积木式的拼装。 接下来就是重头戏了，要实现最终登月，月球登陆器就是登月计划中的最后一块拼图。 NASA这几年一直和美国一些民营航天公司合作。 这些公司中第一个就是SpaceX。 SpaceX的设计是使用他们的单级火箭解决方案，也就是星舰Starship。当然了不需要那么大的星舰，你可以理解为缩小版本的星舰。 因为它只需往返月球轨道与月面，因此不需要安装大气再入所需的襟翼和隔热盾。为了不扬起月尘，此版本的星舰将使用较小的发动机降落。 SpaceX的提案同时也包括太空推进剂转移岩石和无人驾驶试验着陆。 第二个就是Dynetics公司。 它有一个非常独特的低悬成员舱，使机组人员可以非常接近月球表面，便于转移物资和人员进出。而在此之前，它会进行一次演示飞行，来验证其着陆系统的关键功能是否符合要求。 第三个就是由杰夫·贝佐斯创办的蓝色起源公司。 该公司正在与洛克希德·马丁公司、诺斯鲁普·格鲁曼公司和Draper公司合作，开发综合着陆器。 这个团队的设计是一个由上升、下降和转移部分组成的三级架构。 简单说就是： 在离开网关之后，转换模块会将机组人员带到低月球轨道，然后分开，之后下降模块将处理到月球表面的其余旅程。最多四名机组人员可能需要花费长达两周的时间在地面上，然后才能登上上升模块，这将使他们返回网关。 它的上升和转移模块均可设计为可重复使用，下降模块留在月球表面。 可以说这次NASA将会和商业合作伙伴一起合作，将科学仪器和机器人送到月球表面。NASA预计到 2024年底，月球着陆器的研发将耗资 184 亿美元。 值得一提的是： 这一次登月的目的地非常明确，就是月球南极。这里是目前月球探测的热门地区，那是因为人类发现这里可能蕴含了数百万吨的水冰，这些冰的意义有很多。 最好理解的莫过于月球富含水资源，妥善开发便能帮助地球解决部分水资源短缺的问题。 其次，这些冰还可以电解为氢气和氧气，可以用于太空基地的建设工作。 所以这对月球探索和未来的月球基地都至关重要。 最后我想说： 1972年12月14日，随着阿波罗17号离开月球表面，一个时代宣告结束。 从那以后，人类的最远活动范围急剧龟缩，从38万公里外的月球回归到400公里高的空间站，只有之前的大约千分之一。 阿波罗计划的终结和冷战的结束，都使得航天进入了低谷期。 不过，如今的航天事业，又开始重现活力，欣欣向荣了。 而此时美国开启了重返月球计划，这将是人类太空探索的崭新篇章。 与当年的阿波罗计划相比，新的登月计划有了全新的时代意义，更低成本、重复使用成为了新的追求，同时月球是地球的“家门口”，建立长期的月球基地也将是人类迈向更远深空的关键一步。 |
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