如果不出意外,美國新一代登月火箭將于美國東部時間8月29日搭載“獵戶座”飛船升空,執行無人繞月飛行測試任務。
新一代登月火箭“新”在何處?曾經創下人類登月輝煌歷史的美國,為何要重返月球?解放日報·上觀新聞記者采訪了上海市宇航學會資深航天科普專家、上海宇航系統工程研究所陶建中研究員。
【 “與‘土星五號’相比,新火箭沒有什么特別大的進步”】
此次啟用的美國新一代登月火箭“太空發射系統”,耗資約200億美元,后續還將用于火星登陸等載人航天深空探索任務。
“太空發射系統”是一個兩級火箭,既有“上面級”,還有一個逃逸塔。所謂上面級,是多級火箭以上的部分,位于運載火箭和航天器之間,可多次啟動點火,將一個或多個載荷送入指定軌道,被稱為“太空巴士”或“太空擺渡車”。
“太空發射系統”有三個型號,分別是SLS1、SLS1B和SLS2。近地軌道運載能力是一個衡量火箭的重要指標,此次用于發射的SLS1近地軌道運載能力達到70噸,深空運載能力27噸。SLS1B和SLS2的近地軌道運載能力分別是105噸和130噸,與我國正在研制的重型運載火箭長征九號相當。
“‘太空發射系統’與‘土星五號’的推力相當,從功能上看,沒有什么特別大的進步?!碧战ㄖ姓f?!巴列俏逄枴笔敲绹褡铨嫶蟮脑虑蛱綔y計劃“阿波羅計劃”所使用的火箭,其起飛推力為4000多噸?!巴列俏逄枴笨胺Q航天史上最成功的重型火箭,從論證到首飛只花了6年時間。
重型火箭首飛的風險很大,除了自身技術要過硬,還要經受自然氣象條件的考驗?!疤瞻l射系統”第一個發射窗口將于美國東部時間8月29日8時33分(北京時間20時33分)開啟,持續2小時。如果錯過這一發射窗口,第二個和第三個發射窗口將于美國東部時間9月2日12時48分和9月5日17時12分開啟,分別持續2小時和1小時30分。
如果此次火箭發射順利,“獵戶座”飛船將于10月10日返回地球?!矮C戶座”飛船此行搭載了3個宇航員的人體模型,為后續載人飛行積累數據和經驗。
【“阿波羅計劃”實現6次載人登月,其中3次使用了月球車】
美國重返月球的計劃被命名為“阿耳忒彌斯計劃”。在希臘神話中,作為月亮女神的“阿耳忒彌斯”,是太陽神“阿波羅”的孿生姐妹。這一命名還寓意了將實現首名女性宇航員登月。
說到“阿耳忒彌斯計劃”,有必要回顧一下“阿波羅計劃”。
1961年4月12日,蘇聯宇航員尤里·加加林成為第一個進入太空的人。這深深地刺激了美國。在此之前的1957年,蘇聯還先于美國兩個月,研制發射了人類第一顆人造衛星。不甘心在太空競賽中接連失敗的美國,啟動了“阿波羅登月計劃”。這一計劃始于1961年5月,至1972年12月結束,歷時11年,耗資255億美元。1969年7月16日,“土星5號”運載火箭載著“阿波羅11號”飛船從美國肯尼迪航天中心升空,開始了人類首次登月的征程。美國宇航員尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗,成為第一個踏上月球的人。
從阿波羅11號到17號,除了阿波羅13號接近月球時發生儲氧管爆炸,不得不進入返回軌道,“阿波羅計劃”實現6次載人登月,其中3次使用了月球車,并從月球帶回累計381千克的土壤和巖石。
美國載人登月占得先機后,錯失創造歷史機遇的蘇聯又連續4次遭遇大型火箭發射失敗,從此對載人登月意興闌珊?!岸鴽]有了有力競爭對手的美國,在多次登月之后,覺得總是重復自己也沒有多大意思,于是結束了‘阿波羅計劃’?!碧战ㄖ姓f。
【“此次美國重返月球,意在開發利用月球資源”】
在奧巴馬任總統期間,美國的航天體制做了調整,低軌道發射和國際空間站的運營由民營企業來“承包”,而美國國家航空航天局(NASA)主要負責深空探測。
沉寂了一段時間后,直到本世紀,月球再次“熱鬧”起來。日本、印度、歐盟和中國都制定了探月計劃,而美國也打算重返月球。
“此次美國重返月球,意在開發利用月球資源?!碧战ㄖ薪榻B,太陽聚變時會產生大量氦原子和同位素氣體,即氦-3。當太陽風刮到地球,會被地球磁場及大氣層擋住,因此地球上氦-3的儲量并不多,而月球沒有空氣遮擋太陽風,積累了大量氦-3,這是很好的核聚變原料。此外,月球上還有其他豐富的礦藏,可以在月球上建設基地,制造航天器,從而成為去火星的跳板。
“盡管美國2011年就開始謀劃重返月球的方案,但相比阿波羅計劃節奏慢了許多,本來最早計劃2024年實現載人登月,之后不斷地延遲計劃并追加預算,至今已經耗資370億美元?!碧战ㄖ姓f。如果美國此次無人繞月飛行順利,接下來將有步驟地實現載人繞月和載人登月。來源:上觀新聞
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