以獵戶座飛船為核心
——洛克希德·馬丁公司的深空關(guān)口站和火星運輸設想

□ 晨駟

以獵戶座飛船為核心
——洛克希德·馬丁公司的深空關(guān)口站和火星運輸設想

□ 晨駟

火星基地藝術(shù)想象圖

未來的指令艙

就在美國航宇局（NASA）和波音高調(diào)推出深空關(guān)口站的同時，洛馬公司也找了一個不錯的場合，向全世界宇航界高層詳細介紹了自己的深空關(guān)口站、深空運輸系統(tǒng)乃至火星著陸飛船計劃。這個場合在——北京！這場發(fā)布會，也成為2017年全球航天探索大會第二天上午議程的主題。

“獵戶座”飛船即將實施的第一次正式任務EM-1的飛行軌跡

EM-1任務飛船藝術(shù)想象圖

三艘“獵戶座”飛船正在制造

洛馬公司在北京發(fā)布大型航天工程細節(jié)，這在美國的航天政策環(huán)境下是一件非常不容易的事情。前來介紹的，是洛馬公司“獵戶座”飛船項目生產(chǎn)戰(zhàn)略負責人羅伯·錢伯斯和先進探索計劃架構(gòu)師丹妮莉·里奇。這兩人在洛馬公司是載人航天工程的一線負責人之一。雖然他們并沒有接受采訪，但現(xiàn)場放映的幻燈和視頻內(nèi)容豐富，不少內(nèi)容在國內(nèi)是首次見到。

兩人首先介紹了即將實施的“獵戶座”飛船第一次正式任務EM-1。這艘將在2019年發(fā)射的飛船將環(huán)繞月球飛行，然后像“阿波羅”飛船一樣降落到海上回收。和此前人類的各種飛船相比，“獵戶座”要大得多。如果僅僅用于低軌道飛行，它可以攜帶36升氧氣、79.3立方分米的食物、3.54噸推進劑、40升飲用水、8個氧氣再生器。如果用于超越地球軌道的飛行，它可以攜帶180升氧氣、0.42立方米的食物、8.6噸推進劑、210升水和42個氧氣再生器。從PPT上，我們發(fā)現(xiàn)，洛馬廠房里至少有3艘“獵戶座”正在制造。其中完工度最高的一艘已經(jīng)在安裝防熱瓦，或許這就是EM-1任務飛船。

而在介紹EM-2飛船時，兩人也展示了一張有趣的照片。EM-2將是第一艘執(zhí)行載人任務的“獵戶座”飛船，身穿橙色模擬航天服的測試人員帶著復雜的頭盔，在用操縱桿模擬操作飛船。他的面前，是兩臺大型液晶顯示器。另有一段視頻顯示了機器人加工“獵戶座”飛船結(jié)構(gòu)的過程。

以“獵戶座”為核心的深空關(guān)口站

在NASA的未來空間探索計劃中，“獵戶座”飛船處在核心地位，它將是NASA用來飛向月球、火星、小行星帶的通用主力飛船。所有其他美國企業(yè)制造的載人航天器都要與它兼容互操作。洛馬自然不會放過這樣的先天優(yōu)勢。

洛馬的深空關(guān)口站從結(jié)構(gòu)上來說，是以居住艙為核心的，但是從指揮控制的角度來看，實際上還是以“獵戶座”飛船為核心。這個深空關(guān)口站由“獵戶座”飛船、居住艙、居住支持艙、出艙活動艙、存儲與后勤服務艙、機械臂幾個大的部分組成。關(guān)口站的指令和導航中心設在“獵戶座”飛船內(nèi)，深空導航敏感器也設置在這里。它還是生命保障系統(tǒng)的中樞和關(guān)口站的救生艇。

居住艙內(nèi)的設施可以供4名航天員工作30～60天，能讓乘坐“獵戶座”飛船前來的航天員們住得寬敞一些。

居住支持艙負責發(fā)電、推進，也具備一定的通信能力，同時還要負責制氧，降低“獵戶座”飛船的生命保障系統(tǒng)工作負荷。在這個艙的外側(cè)，有兩片巨大的太陽電池。

出艙活動艙也就是我們常說的氣閘艙。它對接在居住艙的上方。但是從效果圖上看，它的上方似乎還可以對接其他艙段。

存儲與后勤服務艙兼作倉庫、冷庫和垃圾收納站。如果航天員不嫌棄，也可以在這里睡覺或者冥想。這個艙本身沒有動力，它用SLS火箭發(fā)射后，要用“獵戶座”拖帶到關(guān)口站上。

機械臂的作用和國際空間站的一樣，不過看上去沒有國際空間站的機械臂那么復雜。

為了保證飛行安全，洛馬深空關(guān)口站的計算機采用了四重備份，其中兩重在獵戶座飛船里，兩重在居住艙里。站內(nèi)還設置了三重備份的高速以太網(wǎng)、異態(tài)備份飛行軟件。還有一個功能會讓所有人都很滿意：站內(nèi)有WiFi，航天員不但可以在“獵戶座”飛船里用固定的大型顯示器干活，還可以在站內(nèi)任何地方用平板電腦接入網(wǎng)絡。兩種終端的操作界面是一樣的，無論控制設備還是調(diào)用電子文檔，都可以躺著完成，老板還不會批評！

在供電方面，“獵戶座”飛船本身的太陽電池壽命末期發(fā)電能力就可以達到11.1千瓦，加上居住支持艙的一對電池，供電顯然是充裕的。

超級龐大的深空運輸飛船

如果說洛馬的深空關(guān)口站體積還不算太大，那么他們推出的深空運輸飛船就是個真正的大塊頭了。錢伯斯并沒有明確給出這種飛船的體積和質(zhì)量，但是他也把這種飛船組合體叫做“火星基地套件”。其中有兩艘“獵戶座”飛船作為指揮控制中心。兩套巨大的貨船組合運送水和其他液體貨物。每套貨船組合的端部是大型低溫燃料推進艙，與“獵戶座”飛船連接在一起?！矮C戶座”的另一端是居住艙。在居住艙的外側(cè)，環(huán)繞著6個長圓形儲罐和6個球形儲罐，兩對白色的熱輻射板從儲罐縫隙里伸出，伸展在宇宙空間里。在居住艙的另一端，是實驗和起居艙，外面是厚重的防輻射層。

左上：EM-1飛船部件左下：機器人加工“獵戶座”飛船結(jié)構(gòu)右上：EM-2飛船測試右下：飛行科學家正在工作

在熱輻射板的垂直方向，是兩片八邊形的巨大太陽電池陣。它們產(chǎn)生的電力不僅僅用于飛船的運行和航天員生活，還可以驅(qū)動一套電推力器?？克w向火星，可以把寶貴的化學燃料節(jié)省下來用在火星表面。

這套電推力器和這兩套貨船組合都用一個中心節(jié)點艙連接在一起。節(jié)點艙的側(cè)面還可以安裝一個多面體形狀的瞭望臺，和國際空間站上的那個瞭望臺形狀相同，但是想來要有更好的抗輻射措施。

在電推力器的對側(cè)，有一個被稱為“遠足艙”的小艙段，其實是一個供航天員出艙活動的氣閘艙。但是它的實際使用方法，可沒有穿上航天服爬出去這么簡單！

火星渡船？

當巨大的深空運輸飛船抵達火星軌道之后，該怎么降落下去呢？洛馬為我們提供了一個腦洞大開的設計。錢伯斯展示了一種看上去像航天飛機又像火箭的奇怪飛行器。它有四片對稱的肥厚尾翼和類似于航天飛機的駕駛艙。但是，如果僅僅把它當作火星上用的航天飛機，那可就錯了。這種飛行器的高度比低溫燃料推進艙+“獵戶座”飛船組合還高。在它的內(nèi)部，有三分之二的高度被氫氧罐所占據(jù)，另外三分之一用來運人，最頂部是兩人位的指揮艙；下面是兩人位的臥鋪，也可以當作貨艙用；再下面是通向火星的氣閘艙和實驗室。這部分艙段的體積比“獵戶座”小得多，待在里面也不會舒服。但是從火星軌道到火星地表的飛行時間不算長，或許可以忍忍。為了描述方便，我們就把它叫做火星渡船。

按照錢伯斯的講解，當深空運輸飛船抵達火星軌道后，低溫燃料推進艙+“獵戶座”飛船組合就從居住艙分離，繞過90度，把“獵戶座”的前段對接在“遠足艙”上。然后火星渡船抵達，把頭部的艙蓋打開，露出對接口，與居住艙對接。航天員從這里進入火星渡船，還要把自己攜帶的行李、貨物運進去。與此同時，深空運輸飛船攜帶的各種液體貨物用管道輸送到火星渡船里。

這些工作完成后，火星渡船像航天飛機一樣進入火星大氣層、氣動減速。然后掉轉(zhuǎn)船身，用發(fā)動機向下噴射，逐步減速，垂直降落在火星上。

我們可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)航天企業(yè)的科學家們一旦放開想象力，腦洞比艾隆·馬斯克一點都不小。但是需要注意的是，洛馬公司并沒有給出火星基地的設計?；蛟S在他們看來，自己只負責把人員和貨物送到火星。他們到了火星以后該做些什么，還是等NASA動腦子吧?！?/p>