２４小時到達(dá)月球

鐘建業(yè)

典型的月球旅行方案隨著月球氧生產(chǎn)的進行和以可重復(fù)使用的液氧增強型熱核火箭為基礎(chǔ)的月球運輸系統(tǒng)投入使用，最初的月球前哨基地將成為代表政府和個人風(fēng)險事業(yè)的科學(xué)家和工程師們的永久性定居點。液氧增強型熱核火箭方案可使快速且經(jīng)常往返于地球和月球之間的航天飛機變?yōu)楝F(xiàn)實，這種飛機往返一次的時間約為24小時——大約相當(dāng)于現(xiàn)在從華盛頓特區(qū)到澳大利亞悉尼的時間。在阿波羅計劃中，三天半到月球的旅行需要速度約為4.1千米／秒的“德爾它Ⅴ”火箭。而24小時內(nèi)往返的旅行將要求“德爾它Ⅴ”火箭的速度大約為6.9千米／秒。

基于經(jīng)常往返于地球和月球之間的航天飛機是“完全液氫”的熱核火箭的改進型，它能在一天內(nèi)將15噸搭載物運抵月球。除了它的液氧增強型熱核火箭發(fā)動機，其他部件的主要修改是在液氫“核心”段之前的小型推進劑儲箱中用液氧代替液氫。在我們標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)常往返于地球和月球之間的飛行中，我們假設(shè)這種航天飛機將地球供給的液氫(約43噸)、液氧(約105噸)以及月球氧(約92噸)分別用于去月球和返回地球的旅程中。航天飛機的雙液氧增強型熱核火箭發(fā)動機工作約47分鐘，離開時氫氧混合比和歸航時氫氧混合比是不同的，這些條件幾乎提供了航天飛機的最佳性能并允許有足夠大的飛行器組件，允許每天安排兩三次航天飛機往返飛行。乘客艙直徑大約4.6米，長8米，能用當(dāng)前的航天飛機或下一代可重復(fù)使用的運載火箭運抵軌道。

這里所談到的功能是與近期的高技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。液氧增強型熱核火箭推進與月球氧在一起具有約為1500秒～12 000秒的“有效比沖”，這相當(dāng)于對先進熱核火箭系統(tǒng)的期待值。應(yīng)用化學(xué)推進劑，一個可重復(fù)使用的先進技術(shù)系統(tǒng)的效率(推進劑質(zhì)量系數(shù)為0.88，比沖約為480)比用液氧增強型熱核火箭執(zhí)行同樣的航天飛行任務(wù)高出兩三倍。

典型的經(jīng)常往返于地球和月球之間的旅行如何開始呢?乘客可能首先搭乘一架未來的穿過大氣層的航天飛機或者是飛往國際空間站的乘客型可重復(fù)使用運載火箭。在那里他們將進入包括自身生命保障系統(tǒng)、儀表設(shè)備、控制系統(tǒng)以及輔助推進系統(tǒng)的乘客運輸艙。乘客運輸艙為液氧增強型熱核火箭推動的航天飛機提供“大腦”，而且乘客運輸艙是去月球途中的18名乘客和2名乘務(wù)員的家。從國際空間站分離后，乘客運輸艙與在安全距離外等候的加足燃料的液氧增強型熱核火箭航天飛機對接。在適當(dāng)時刻，火箭發(fā)動機點火升空，航天飛機迅速爬升脫離地球。

經(jīng)過24小時的飛行之后，液氧增強型熱核火箭航天飛機到達(dá)近月軌道，在那里乘客運輸艙與其分離并和等在那里的月球著陸火箭對接。近月軌道上的商業(yè)推進劑補給站為軌道上的飛行器提供方便的補給。它用月球氧支持航天飛機返回地球，需要地球供給液氫的月球著陸火箭送乘客運輸艙到月球表面。在那里，乘客運輸艙將成為月面運載工具，而電子控制系統(tǒng)操縱它進行月面機動。其后，乘客運輸艙將與月球基地的密封艙會合，乘客到達(dá)目的地。

除了去月球本身令人十分興奮以外，人們還期望液氧增強型熱核火箭能有力地把空間運輸發(fā)展到地球以外任何可得到液氧和液氫的地方，如火星系統(tǒng)，主要區(qū)域的小行星和伽利略衛(wèi)星歐羅巴、加尼米德和卡里斯托。在不久的將來，液氧增強型熱核火箭和月球氧方案將能向公眾提供革命性的空間運輸，就像預(yù)言家描述的那樣，不出意外只需一天多一點，人類夢想了2000年的不可思議的旅行將變?yōu)轱w往月球的例行程序。