科技日报微信公号消息,1957年10月4日,前苏联发射了世界上第一颗人造卫星——人造地球卫星1号(代号Sputnik-1),正式拉开了美苏太空竞赛的大幕。起初一段时间,苏联处于优势,直到1969年,美国用阿波罗11号飞船将宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林成功送上了月球,才扭转了局面。
在“Sputnik-1”升空60周年之际,美国副总统迈克·彭斯宣布他们要“重返月球”。他表示,这样做不仅仅是为了在月球上插上旗、留下脚印,也是为美国宇航员前往火星和深空奠定基础。无独有偶,美国国家航空航天局(NASA)最近也透露了相关计划。该局副局长威廉·格斯登美尔9月底在第68届国际宇航大会上说,美国将在2030年至2033年抵达火星轨道,而地月空间任务是其中重要一步。
有分析认为,美国在这个时间公布该计划,颇有向老对手再次摆出“太空争霸”强硬姿态的意味。不过该计划是否能如期实施?科技日报记者采访的两位专家均表示:悬。
航天专家庞之浩介绍,美国此次提出的火星计划分三个阶段。一是依赖地球阶段,NASA将利用国际空间站开展试验和研究,为深空探索可能遇到的问题寻找解决方案。二是试验场阶段,美国将与俄罗斯合作,试验新的载人飞船和重型火箭,并于2024年前后在月球轨道上建立“深空门户”基地,作为通往月球表面和深空目的地的中转站。三是摆脱地球阶段,美国将完成深空运输系统的建设和验证,开展火星临近区域包括火星卫星的载人飞行探索任务,最终登陆火星。
庞之浩认为,从技术角度来说,NASA的计划虽然面临难关,但通过攻关和国际合作有望解决。例如建造“深空门户”,毕竟只是在月球轨道上,与在月面建设基地、起飞降落、开发资源相比,难度较低。他更担心的是政策和资金问题。
“一段时期以来,美国的航天计划缺乏连贯性。”庞之浩说,从小布什提出重返月球,奥巴马计划“抓捕小行星”,到特朗普再次将月球定为首选目标,美国的太空路线随着政府更迭连续上演“大转弯”。目前的计划能不能持续下去很难说。同时他表示,60年前NASA的预算达到了联邦政府预算的4%。与苏联竞争登月时,阿波罗飞船的成本相当于等重黄金的十几倍,取回月壤的代价相当于等重钻石的几十倍。而如今NASA每年的预算仅有政府预算的0.5%。“没有冷战背景,能不能获得持续投资?”他说,“我觉得这事挺悬。”
中国航天科工二院二部研究员杨宇光对该计划更不看好,他认为把“深空门户”建在月球轨道得不偿失。
杨宇光说,在空间科学研究方面,人类借助运行在地球轨道上的空间站,已经取得了大量成果。从微重力、高真空条件来看,月球轨道跟地球轨道没什么区别,但前往月球轨道的技术更复杂、成本更高,还涉及辐射防护等难题。从空间观测角度来说,大口径光学设备或雷达对平台稳定度要求极高,而“深空门户”是载人平台,航天员活动势必对平台造成扰动。
如果要为深空探测服务,杨宇光认为把基地建在月球表面更有意义。他说,月面有一定重力,航天员可以免受长期失重带来的不利影响,种植蔬菜、粮食也比在失重环境下的空间站更容易;用月面土壤覆盖居住舱,可以达到屏蔽辐射和流星防护的效果;如果能找到并利用月面存在的水,除了可以用于生活、种植作物,还可以分解成氢、氧用于制备推进剂,为航天器提供能源;月面其它资源的开发利用,也有助于降低人类驻留的代价。不过,在目前NASA公布的计划中,并没有落月的打算。
无论如何,NASA已经做出了选择,并取得了一定进展。其早已与波音、洛克希德马丁等公司合作,开展了太空发射系统(SLS)和猎户座飞船的研制。猎户座飞船已于2014年12月完成首次无人飞行;已经“烧”了180亿美元的SLS,也终于完成了测试工作,计划在2018年首飞。不过全部完成研制,需要再“砸”180亿美元进去。
杨宇光觉得,SLS是支撑后续计划的重要基础,但其成本是个问题。“SLS发射一次代价极高。未来‘深空门户’开始运营,每年都会有乘组上去,这样的成本能不能担负得起,我觉得有疑问。”他说。
除了NASA率领的“国家队”,一些私营航天企业也察觉到特朗普政府对月球的钟情,开始了针对月球的布局。其中当然少不了一向高调的SpaceX。该公司老板埃隆·马斯克在第68届国际宇航大会上公布了BFR项目。在他的计划中,这个上百米高、可重复使用的火箭-飞船联合体能把150吨载荷运到近地轨道,能一次将100人送到火星。而该公司现有的猎鹰九号火箭、龙飞船将被淘汰。虽然心怀火星梦,但马斯克显然已把月球视作了征服火星的必经之地。他发布的SpaceX月球基地渲染图吸引了全世界的目光。
马斯克在会上侃侃而谈时,同在现场的杨宇光心中不断冒出疑问。他表示,BFR其实是马斯克去年提出星际运输系统(ITS)的“缩小版”,火箭装配的引擎由42个减至31个,箭身直径由11米减至9米。方案还会不会变?很难说。能不能研制出来?也难说。另外,BFR发射升空后,还需要发射其他航天器为其第二级进行多次补给,它才能飞到月球。杨宇光认为,这从技术可行性上可以实现,但成本低不了。
因而杨宇光觉得马斯克的方案比NASA的计划更加遥遥无期。“NASA的进度虽然慢,但SLS和猎户座飞船研制都取得了进展。”他说,“而马斯克的报告只能称之为设想,还谈不上计划。下一步先要看猎鹰重型火箭的首飞能否成功,相关技术能否掌握。如果不行,后面的事根本无从谈起。”
相比SpaceX,另一家美国私营太空巨头蓝色起源公司从一开始就将目标放在了近地空间和月球。其希望充当地月之间的“快递员”,计划在2025年左右开始向月球运输送各种实验设备和货物,帮助人类在月面建立基地。围绕自己的目标,该公司的各项计划稳步推进。2016年,其完成了五次新谢泼德火箭的发射与回收任务;大推力的BE-4发动机已经出厂;运载能力远超猎鹰重型火箭的新格林重型火箭也将在2020年前首飞;蓝月亮号月球登陆车也早已提上日程。因而公司老板贝索斯信心满满,就等将公司的“羽毛旗”插上月球。
杨宇光表示,蓝色起源公司此前一直在做亚轨道太空旅游项目,技术发展得不错。但从新谢泼德火箭到新格林火箭,技术跨越极大,存在很大的风险和不确定性。从商业运作角度,是否有人愿意投资,或者该公司能否独立承受这件事,目前也不得而知。
有分析认为,在多方竞争的形势下,美国重返月球计划实现的可能性会大大提升。但庞之浩认为,美国做这件事是会举国家之力还是开展国际合作,或是与私营公司合作;方案由NASA提出还是采纳私营公司方案,现在都不明确。“最后能不能听到响,还有待观望。”他说。
原标题:美国又要“重返月球”了,方案有很多种,不过专家觉得都有点悬……
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