月球将成为火星中继站 NASA可节省百亿

美国宇航局计划将月球作为前往火星的中继站 　　据国外的一份最新报告称，现在美国宇航局正在探索返回月球的可能性，并计划将其作为前往火星的踏脚石，而这种方法每年能够为其节省大约1百亿美元的开支。 　　为了确定月球是否值得返回，美国宇航局要求宇航局前高级顾问Charles Miller及其咨询公司——NexGen Space LLC，计算出这项计划是否能够实现降低成本。 　　因此该公司召集美国宇航局前高管和工程师们组建了一个团队，来计算这项任务在成本和技术方面是否可行。他们的计算结果也在本周进行了公布。 　　这个团队发现，借助目前的商业合作伙伴，比如说SpaceX和波音公司，美国宇航局重返月球的成本能够降低大约90%，而此前的估计数目为1千亿美元。最终他们也设想出了一种月球基地设计。 　　返回月球也是有利可图的。科学家们一直怀疑月球极地可能存在冰冻水，或许就在阳光永远都照射不到的陨石坑角落。这对于宇航员来说是非常有用的，因为水是火箭燃料的重要成分，但是将水送入太空却异常昂贵。 　　NexGen公司的这个团队称，如果人类在月球上采集到水，那么月球就能够成为未来飞船前往火星路途中的中继站。美国宇航局发射火箭所用的燃料越少，它们就能节省更多的成本。 美国计划重返月球 　　但是在美国宇航局将火星目标定位于月球之前还需要进行几项测量，其中最重要的一条就是月球上究竟储存了多少水。美国宇航局首位飞行指挥官Christopher Kraft称：“这是这项研究的困境之一，因为我们并不清楚究竟有多少水在月球上。如果储水量很少，那么这项研究就无法继续。” 　　NexGen公司在一份总结中称：“如果月球被证实真的存在足够多的水，这样宇航员就能够将月球作为一个加油站，这样能够把送人类前往火星的项目成本每年降低1百亿美元。此外，如果我们在月球上建造一座永久性基地来开采水，这个项目大概能实现自给自足。” 　　Kraft称：“虽然这项研究存在缺陷，但是这个团队确实非常称职的完成了工作，而且从理论上为美国宇航局提供了经由月球取道火星的方式。我认为这项报告是非常好的，返回月球是能够实现的，这需要航空航天企业和美国宇航局之间的良好管理和领导力。” 　　其实在此之前，美国宇航局就已经着手月球的另一份开发计划了。与此同时，其他国家也在争相想要在月球与他国“一争高下”。 NASA拟将月球南极一陨坑改造为“阳光绿洲”，并铺设太阳能变压器，为机器人提供动能 　　欧美争相规划月球美国宇航局拟将月球陨坑改造为“阳光绿洲” 　　据国外媒体报道，目前，美国宇航局计划将月球一处陨坑改造为机器人科学实验室！月球南极“沙克尔顿”陨坑将变成“一个被黑暗冰冷沙漠包围的温暖阳光绿洲”。这项外星环境地球化实验使用月球登陆车将陨坑环境改造得更接近于地球，并让机器人在陨坑中工作，分析陨坑中挖掘出来的物质。 　　被挑选作为“机器人实验室”的沙克尔顿陨坑与足球场面积相当，位于华盛顿州两倍面积大小的一个山谷中，陨坑四周被山峰环绕着。美国宇航局计划在陨坑中铺满太阳能变压器，这将对机器人提供动能，并对陨坑内部提供热量。 　　在黑暗中沙克尔顿陨坑的温度大约零下173摄氏度，但是通过许多太阳反光镜或者日光反射装置，可以照亮这个陨坑。美国宇航局喷气推进实验室艾德里安-斯托伊卡（Adrian Stoica）说：“阳光无法越过山峰照射到地平线低角度位置，但是在山峰上安装日光反射镜，能够反射阳光至陨坑，使其成为充满阳光的绿洲。这个陨坑将成为一个大型科学实验室，在地球之外制造液氢和液氧，作为太阳系内行星间旅行的太空燃料。” 　　通过月球登陆车将反光镜安置在陨坑边缘，在必要的情况下可以展开，反射阳光进入陨坑。每个反光镜直径大约40米，反射的阳光转换成为动能，可以驱动一组好奇号火星车大小的月球车行进10公里，并避免它们被冻结。 月球南极“沙克尔顿”陨坑 　　斯托伊卡解释称，像这样的外星环境改造系统可以在极端环境中产生能量，使沙克尔顿陨坑类似于地球环境，可以派遣机器人或者人类进入这样的微环境。机器人执行任务具有很大的优势，它们不需要应对寒冷黑暗环境，覆盖毯子或者通过放射性同位素热电机（RTGs）可以加热。 　　据悉，这项太空计划得到美国宇航局二期资金的支持，拟提供50万美元作为两年研究经费。下一步将设计反光镜，它能够折叠成为边长1米的立方体，重量不超过100公斤，反光镜展开后能够覆盖3261米（10700英尺）直径的区域。 　　新官上任三把火：欧航天局新局长欲造月球村 欧洲航天局新局长认为月球村对于宇宙探索有着非常大的实用性 　　据国外媒体报道，虽然Johann-Dietrich Woerner教授刚刚成为欧洲航天局（ESA）的局长一周，但却提出了一些相当大胆的计划。当被BBC记者问及未来宇宙探索的计划时，他避开了太空探索老生常谈的经济和社会方面的益处，而是直接回答了这个问题。 　　他声称：“未来我们应当着眼于国际空间站意外的地方。我们应当借助一艘小型的宇宙飞船在低地球轨道进行微重力探索，而且我建议在月球的背面建造一座月球村。”由于人们对深太空旅程的向往，月球任务最近几年已经有所搁置，虽然这一想法稍微有一点冒险，但是Woerner强调一座月球基地有可能非常具有实用性。 　　他补充道：“一座月球村并不仅仅代表建造几座房屋、一座教堂和一个办公厅，这座月球村应当代表着执行机器人和宇航员任务并对这一社区有贡献的全球合作伙伴。”月球村应当建立在月球的背面，并且作为未来火星认为的一座测试基地。 欧洲航天局新局长Johann-Dietrich Woerner 　　国际空间站最近获得了首台3D打印机，而Woerner希望这项技术能够得到广泛应用，并用于建造月球和火星基地。他认为国家间的完全合作对于月球村来说是完全必要的，这或许是讽刺美国宇航局拒绝与中国航天局合作的事情。 　　他补充道：“在地球上，不同的国家之间存在非常多的问题，太空能够成为解决这些地球问题的桥梁，而月球似乎就是个非常好的选择。孤立一个国家并非正确的方式，更好的解决方法就是找到太空合作的方法，以改善地球上国与国之间的关系。” 　　中国也正围绕月球有所行动 玉兔号是中国首辆月球车，和着陆器共同组成嫦娥三号探测器 　　近日，探月三期着陆起飞第一阶段不点火验证试验在中国航天科技集团公司月球着陆起飞综合试验场顺利完成。 　　此次不点火验证试验包括起飞上升试验、软着陆试验和着陆起飞联合试验三个部分。该试验的圆满成功将为后续嫦娥五号验证器进行正式的着陆起飞点火试验做好充分准备。这也是我国首次开展模拟月球表面起飞试验及着陆起飞联合试验。 　　月球着陆试验塔架作为着陆起飞试验核心设备，是2011年为嫦娥三号探测器量身打造的我国首个外场大型高精度月球表面重力模拟试验装置。 月球是中国深空探测的起点 　　在此次嫦娥五号开展的验证试验中，验证器真实模拟起飞状态，具有时间短、加速快、末速度大等特点。五院科研团队经过充分调试和大量地面测试，圆满完成了此次不点火试验任务，充分证明试验架系统已具备完成后续正式点火试验的能力，可为嫦娥五号探测器后续研制试验提供重要保障。 　　中国人登月：歪果仁操碎了心 一位外国网友不小心打开了脑洞，筹谋起了中国载人登月计划的未来 　　某天，一位外国网友不小心打开了脑洞，筹谋起了中国载人登月计划的未来。 　　“首先，我必须要说我不是火箭专家，”Gawker Media网站的用户Jason Torchinsky写道，“任何人看见我尝试打开一罐牛奶的傻样后，都能证明这点，但这并不表示，我不能做白日梦。” 　　这次，他幻想着中国如何能在五年内又好又快地登上月球，还必须省钱。 　　Torchinsky认为，如果中国宇航员真能登上月球，将会给21世纪的太空竞赛注入新的活力，而且会给美国等其他国家带来压力，“尤其是当‘中国正在开发一种特殊宇航服，能让宇航员对着别国国旗尿尿’的传闻属实的时候”。 Torchinsky认为，如果中国宇航员真能登上月球，将会给21世纪的太空竞赛注入新的活力 　　在他看来，依靠着由苏联设计衍生而来的硬件设备（尽管做了现代化改良），中国的载人航天计划迄今为止取得了缓慢而稳步的进展。只有当这些硬件更新准备完毕，它们才能承接任务，但如果5年里根本没时间优化呢？中国还能载人登月吗？ 　　Torchinsky觉得行。 　　【1】整体流程长这样 第一个长征二号将会搭载和2003年的神舟五号类似的载人飞船（假设它就是神舟X号） 　　Torchinsky设想的登月设备只需用到一种新硬件，其它的组件和模块基本都是中国已经在产的。这个登月设备是这样工作的： 　　【2】旧物新用要省钱 　　鉴于中国现在还缺乏可安全载人飞行的重型发射器，Torchinsky就用了一对长征二号F运载火箭——中国已将其应用于发射神舟飞船。第一个长征二号将会搭载和2003年的神舟五号类似的载人飞船（假设它就是神舟X号）。 　　其中稍微有些不同：神舟X号返回舱的防热罩可能需要加强，使其能够承受重返大气层时的热量；轨道舱（Orbital Module，简称“OM”，神舟飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所）的内部结构会搭配更细致的用途，悬浮在太空就像一碗“骨头汤”。 　　【3】新硬件粗暴简单 新硬件粗暴简单 　　第二个长征二号可能会搭载一种新硬件，Torchinsky称它为“着陆单元”（Landing Unit，简称“LU”），是个稍大点的有效载荷整流罩。它由神舟X号推进舱的4个发动机（1个发动机需要4个喷嘴，所以这里需要16个）、燃烧寿命更长的大型燃料、氧化剂箱（类似有氧气和水的箱子，因为这比正常的任务时间要长）组成，全装在一个4个着陆腿的简单框架里。 　　“着陆单元”是方位推进器和着陆器下半部分的组合体。Torchinsky指出，中国不需要开发出一个完整的月球着陆器，因为神舟X号的轨道舱已经能承载所有的生活配套设施和电力，能够满足登月的轨道机动需求。而且，此前它已在地球轨道上独立飞行数月，增加着陆腿和发动机的数量之后，辅助登月应该没太大问题。 　　【4】“着陆单元”很轻 　　Torchinsky表示，他之所以建议使用4个神舟X号主发动机，是因为每个发动机都会产生超过10千牛（kilonewton，简称“KN”） 的推力，而根据阿波罗号的经验，总共需要40千牛左右的推力才能实现和月球轨道的交会对接。 　　理想状况下，Torchinsky认为，“着陆单元”应该会比一艘完整的神舟飞船质量要轻。这样，所有长征二号上面级里未使用的电势能和燃料就都能输送到“着陆单元”，助其搭载的飞船出发去月球。他建议，中国航天局可以测算下“着陆单元”的具体数据，以验证它的可操作性。 “着陆单元”很轻 　　所以，Torchinsky先用长征二号上面级（Long March upper stage）让神舟X号向月球进军，最后，“着陆单元”单独分离出来继续滑行。按照阿波罗号登月的剧本4个发动机将“着陆单元”缓缓推入月球轨道。接着，趁它在那儿停泊的时候，其中一名宇航员（Torchinsky认为，由于消耗品的限制，应该只带2名宇航员）将会爬到轨道舱和“着陆单元”复合体即着陆器的内部。 　　【5】月球不可久留 月球不可久留 　　Torchinsky提醒，不管是宅在轨道舱内玩手游，还是出舱找美国的月球车兜兜风，中国宇航员都不能在月球表面停留太久，等到神舟X号回归原位，至多也就几个小时。宇航员要回到着陆器里，重新点燃4个发动机，离开着陆腿，离开月球。 　　着陆器会和神舟X号的推进器重新对接，这次是要点燃“着陆单元”的发动机，离开月球轨道，回到地球轨道。大约3天后，轨道舱和“着陆单元”都会被抛弃，剩下的神舟X号返回舱会重投地球的怀抱，感受炙热的大气层。登月任务结束。 　　总结一下，如果方案可行，那么Torchinsky认为，利用已经在产的硬件，中国只需要再添点燃料箱、氧化剂箱、消耗品箱和一个着陆架支撑系统，2020年就能载人登月了。 　　Torchinsky还补充说，这个方案目前虽然难以实现，却不失为一次有趣的思维实验。 　　为什么要开发月球 　　大量研究表明，月球有丰富的矿产资源，能造福人类。月球虽然环境恶劣，但也有独特的优点：引力很小，在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低；没有大气，在那里建造天文台能看得更远、更清楚；在那里建造太阳能发电站效率高。总之，月球有巨大的开发价值。 　　开发月球阶段 　　1970年，美国航天局制定了一个庞大的月球基地计划。1987年，美国女宇航员萨利·赖德受宇航局委托，领导一个小组，较完整地提出了建立月球基地的长远计划。该计划提出，将分3阶段建成月球基地。 　　首先 　　90年代对月球进行无人探测，测绘月面图，进行月球化学研究，寻找月球水源，深入研究月球环境，并选定月球基地点。接着，在2000年至2005年载人重返月球，并带来科学与生活设施，开展科学实验、制氧试验，并最终建立生活、居住和研究区。最后，2005年至2010年逐渐建立月球永久性居住基地，其中有闭环生活系统，能开展科研、技术实验、矿产开发、材料加工等。 90年代对月球进行无人探测，测绘月面图 　　其次 　　80年代末期，国际宇航科学院认为，人类全面征服月球的时机已经到来。他们建议在今后的25年内，包括中国在内的各个国家应携起手来，共同努力在月球上建立一个永久的生活区和工作站。这个基地将是一个可供50人至100人居住的生活区，同时也是一个科研站、天文台和生产基地。从长远的观点看，月球基地也将是人类探索火星的出发点。21世纪结束以前，建成具有高度自给能力的月球居民区。 美国航天局制定了一个庞大的月球基地计划 　　最后 　　建立月球基地、月球发电站和开发月球资源是艰巨的长期任务。科学家认为，建立月球基地和开发月球不存在很大技术难题。一些国家已经开始新一轮月球探测，并且取得了振奋人心的重大发现。 　　各国现状 　　1990年1月24日，日本发射了第一颗月球探测器“飞天”。这是除美、俄外，其他国家向月球发射的第一颗探测器。1994年1月25日，美国发射“克莱门蒂—1号”月球探测器。这是自阿波罗17号发射以来时隔22年美国首次发射月球探测器。 　　它最重要的探测结果是：首次在月球上发现有冰存在。这对于建立月球基地有极重要的意义。1998年1月6日，美国又发射“月球勘探者”探测器。美国宇航局公布探测结果时说：月球表面南北两极有大量的冰，贮量可能高达60亿吨，在极区甚至有冰湖存在。这个探测结果可信度很高，令科学家激动不已。 “月球勘探者”探测器 　　发现月球上有水，对于建造月球基地和开发月球有巨大意义。因为水是人员生活和植物生长的必需品，而且，水经过电解产生的氧和氢，又是火箭发动机的推进剂。如果水的问题解决了，月球基地的建设和人在月球的长期生活，就都有了可靠保证。已经发现月球上有水，使月球基地建设有了现实的基础。 月球基地构想图 　　美国航空航天局已宣布根据该计划，宇航员将在月球住上1个星期左右，建设月球基地。 　　我们已经进入21世纪。在新世纪的入口，人们将有幸看到：月球基地的建设和月球资源的开发，序幕已经徐徐拉开……

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