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2024年真能登月吗?飞船已造好,着陆器正招标,火箭却不“给力”

 泊木沐 2020-07-21

说起登月,相信很多朋友会首先联想到50年前美国阿波罗载人登陆月球的计划,这是我们人类首次登陆外星球的项目,确实是吸引了很多人的注意。当然,可能会有朋友先联想到印度今年的登月失败案例,因为这是最近发生的事情。

继阿波罗载人登月计划之后,在过去几十年内,我们虽然没有再次将宇航员送上月球,不过进入21世纪以后,再次提起载人重返月球的计划。目前最近的应该是美国2024年的“阿尔忒弥斯”载人登月计划。目前,为了在5年后顺利实现登陆月球,美国NASA正在努力,也取得了一些进展。

载人登陆月球,载人飞船、运载火箭、着陆器都很重要

载人登陆月球是一项很复杂的项目,最重要的三个主要部分就是载人飞船、运载火箭、着陆器。每一个部分的研制工作是否顺利,都会影响到登月计划的实施。而每个部分在登月过程中是否正常工作,将会决定着登月任务是否会成功。印度在9月初实施的着陆月球,在轨道飞行器、运载火箭方面都没什么大问题,最后问题出在了着陆器上面,最终导致在月球表面来了个“硬着陆”。

首艘“猎户座”飞船已经造好,或将进行首次环绕月球飞行

目前,美国用于2024年实施登陆月球的“猎户座”载人飞船已经完成研制、制造工作,首艘“猎户座”飞船已经完成建造,正在测试。预计在不久就会进行环绕月球飞行,为接下来载人登陆月球做准备。按照目前的计划,在2024年发射的“猎户座”飞船会将两名宇航员送上月球,其中有一名男性宇航员、一名女性宇航员。当然,飞船造好,不代表就能够实施载人登陆月球了,还有很多工作需要完成。

NASA发起登月着陆器的招标

前文已经提到,着陆器是登陆月球任务中很重要的一个部分,也是登陆整个任务的最关键阶段。目前美国已经启动2024年登月着陆器的招标工作。不过由于美国2024年登陆月球的任务与以往登陆月球的方式不一样。在以往,着陆器都是跟随飞船轨道飞行器一起从地球上发射升空,一起前往月球的。而美国2024年登月任务中,飞船或将不需要携带着陆器,那他们将会是怎么着陆在月球表面的呢?

着陆器如何将宇航员送往月球表面,并将其带离月球表面?

据了解,美国在2024年登月过程中,还有有一个月球空间站,也就是一个环绕月球运转的空间站。按照设想,搭载宇航员的“猎户座”飞船从地球起飞后前往这个月球空间站,与空间站对接,然后宇航员从飞船进入空间站。随后,宇航员乘坐月球空间站上面所携带的着陆器往返于月球—空间站之间。

为了实现这一目标,这个着陆器需要有2-3个主要的部件,包括登陆段(用于降落在月球表面)、上升段(用于将宇航员从月球表面带回月球空间站)、转移段(主要用于将前两个部件运输至离月球更近的轨道上,让往返于月球表面更加容易。

其实,这样的方案有一个很好的优势,那就是成本。试想一下,如果飞船需要自带一个笨重的着陆器(着陆器包括登陆段、上升段等),一方面对运载火箭的推力有很高的要求,另一方面较高的发射质量意味着较高的发射成本。如果停靠在月球空间站上面的着陆器能够多次使用,意味着,在多次登陆月球的任务中,都只需要发射载人的飞船,而不需要额外发射着陆器。这一点有助于让我们低成本地登陆月球,也有利于我们在有限的预算下,可以对月球展开更加的登陆研究。

新型运载火箭研制工作滞后,或是整个登月任务最大的问题

目前,NASA启动了着陆器的招标工作,应该算是稳步推进这个登陆月球的项目。不过想顺利完成载人登陆月球的任务,还需要有大推力的运载火箭。美国NASA为此研制了一款重型运载火箭“太空发射系统”(即SLS)。不过这款运载火箭的研制工作严重滞后,原计划在2017年试飞的,现在已经过去两年,还没看到完成研制的消息,有点不“给力”。不过,这款运载火箭的研制,近期也是有新的进展的。

在9月21日的一则科学新闻信息,太空发射系统(SLS)核心级的五个部件(发动机尾段、液氢贮箱、箱间段、液氧贮箱及前裙)已经开始进行拼接。虽然这款运载火箭的研制工作严重滞后,NASA还是不想放弃它,改用其他第三方的运载火箭,如SpaceX公司的猎鹰重型运载火箭等,主要原因是这款新研制的火箭实在是太强了。

新型运载火箭太强,NASA舍不得放弃

从推力来看,不管是第一阶段还是升级版,推力都是超越了当年的土星5号运载火箭,而有效载荷方面,也是超越了土星5号运载火箭。如果用改火箭发射探测器前往木星,在3年内即可抵达木星轨道,相比之下,由Ariane 5或Ariane 64运载火箭发射升空的探测器需要7.5年才能抵达木星轨道。太空发射系统的优势很明显,多方面指标都碾压史上最强之一的土星5号,与其它的运载火箭相比,更是遥遥领先。

有这么强大的运载火箭,登陆月球确实不是什么大的难题,现在最大的难题是,这款运载火箭是否能够在2024年担起发射“猎户座”载人飞船赶赴月球的重担。虽然现在的计划表是在2021年进行首次发射,如果在首次发射中出现了故障,或者首次发射时间再次推迟,估计是赶不上2024年的载人登陆月球了。到时候,也不知道整个登陆月球的计划一起推后,还是使用第三方(如SpaceX公司)的运载火箭强制完成2024年的登月任务呢!大家觉得到时候会是怎么样的景象呢?

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