美國的登月計(jì)劃

3月26日，美國副總統(tǒng)彭斯在國家航天委員會第五次會議外雄心勃勃地表示，美國的太空計(jì)劃將“提速”，目標(biāo)是在5年之內(nèi)讓航天員登陸月球，以確保美國成為21世紀(jì)第一個讓航天員登月的國家。眾所周知，今年是人類登月50周年。1969年7月20日，美國航天員阿姆斯特朗和奧爾德林先后登上月球，邁出了“人類一大步”。那么，50年后的今天，美國為何要再次大張旗鼓地推動載人登月計(jì)劃？

搭建地月之間的通道

“阿波羅”登月計(jì)劃設(shè)想的任務(wù)較為簡單，只是將航天員送到月球表面，然后將其安全送回地球。

“阿波羅”計(jì)劃采用的是月球軌道交會飛行方案。該方案是利用“土星5號”運(yùn)載火箭將指令/服務(wù)艙和登月艙組合體發(fā)射進(jìn)入奔月軌道。飛行器上攜帶的是從地球到月球往返所需的燃料和生活必需品。

飛行器進(jìn)入月球軌道之后，3名航天員中的1名航天員留在指令朋艮務(wù)艙中，另外2名則進(jìn)入登月艙。然后，登月艙與指令/服務(wù)艙分離，并降落到月球表面，而指令/服務(wù)艙則留在月球軌道之上。登月任務(wù)完成之后，登月艙重新起飛，與指令/服務(wù)艙在月球軌道交會對接。3名航天員全部進(jìn)入指令/服務(wù)艙，拋棄登月艙后，點(diǎn)火脫離月球軌道并返回地球。

這個方案最大可能地縮小了載人登月所需要的飛行器規(guī)模，可以說是一個極其經(jīng)濟(jì)的方案。但是也正因?yàn)檫@個方案的經(jīng)濟(jì)性，使其喪失了探索全月面的可能性，“阿波羅”飛船是不可能降落在目前來看極具價值但花費(fèi)很大的月球南極的。

美國21世紀(jì)再次登月的模式與“阿波羅”計(jì)劃相比將發(fā)生很大的變化。美國將首先建造一個名為“門戶”的月球軌道空間站。月球軌道空間站位于月球的近直線暈軌道。月球軌道空間站建成后，主要作用是為載人登月任務(wù)提供中轉(zhuǎn)服務(wù)，可同時支持4名航天員長達(dá)42天的深空任務(wù)。

屆時，“獵戶座”飛船將承擔(dān)起地球和月球軌道空間站之間轉(zhuǎn)運(yùn)航天員的任務(wù)。航天員在月球軌道空間站轉(zhuǎn)乘登月艙執(zhí)行登月任務(wù)。有了月球軌道空間站的支持，航天員可以到達(dá)月面各個地點(diǎn)實(shí)施探索，包括含有大量水冰的月球極區(qū)在內(nèi)，甚至可以支持月面短期或半永久科研站的運(yùn)轉(zhuǎn)。

利用一切可用的力量

當(dāng)年的“阿波羅”計(jì)劃是美國與蘇聯(lián)“太空競賽”的產(chǎn)物，整個計(jì)劃是由美國宇航局主導(dǎo)實(shí)施的。而整個“阿波羅”工程歷時約II年，耗資高達(dá)255億美元。在工程高峰期，參加工程的單位有2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個科研機(jī)構(gòu)，總?cè)藬?shù)超過30萬。

時至今日，這種以舉國之力進(jìn)行載人登月的可能性已經(jīng)沒有了。然而，由于月球距離地球?qū)嵲谶^于遙遠(yuǎn)，而且美國規(guī)劃的21世紀(jì)登月模式又是如此“豪華”，實(shí)施載人登月依然耗資巨大。因此，美國不得不廣泛借助伙伴國家，甚至是商業(yè)公司的力量來實(shí)現(xiàn)重返月球。

月球軌道空間站就是一個多國合作項(xiàng)目。月球軌道空間站預(yù)計(jì)于2023年開始部署首個艙段，設(shè)計(jì)壽命15年。

截至目前公開的方案顯示，月球軌道空間站主要由以下幾個艙段和系統(tǒng)組成：美國提供的“電力與推進(jìn)組件”以及一個居住艙、一個利用艙;歐空局?jǐn)M提供的被稱為“提供燃料補(bǔ)加、基礎(chǔ)設(shè)施和通信的歐洲系統(tǒng)”的艙段;加拿大擬提供機(jī)器臂系統(tǒng);俄羅斯擬提供包含對接節(jié)點(diǎn)的“多用途艙”;歐空局和日本還會提供另一個居住艙。此外，日本和美國還會負(fù)責(zé)后勤補(bǔ)給運(yùn)輸。

建立長久駐扎的基地

50年前的人類第一次登月，目的非常簡單，可以說僅僅是為了在那里留下自己的足跡，插上自己的旗幟。而50年后的今天，美國重提登月不僅是為了重拾昔日的太空大業(yè)，更是為抵達(dá)火星做準(zhǔn)備。

這個轉(zhuǎn)變發(fā)生在2008～2009年間，人類在月球兩極發(fā)現(xiàn)了儲量豐富的水冰。這個發(fā)現(xiàn)意味著人類有希望利用冰來解決飲水問題，還能用來制造液氫、液氧等火箭燃料，進(jìn)而發(fā)展月球基地進(jìn)行自給。因此，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，月球就好像是通往火星之路上的一個“加油站”。

去年8月，科學(xué)家根據(jù)印度的“月船l號”所傳送回來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)月球的冰是在月球表面上，但是只在永遠(yuǎn)處于陰影中的月球坑里。這些_24goC的月球坑是太陽系中自然形成的非常寒冷的地方，挖掘器械只需要足夠的熱量就能采出這些水并將其轉(zhuǎn)換成燃料。這無疑又為人類在月球建立邁向深空的中轉(zhuǎn)基地增添了一個“砝碼”。

為此，美國宇航局計(jì)劃在2023年發(fā)射月球車登陸月面，尋找并采集水冰;在2024年，派遣美國宇航員登陸月球南極。

在月球建立基地之后，隨著資源原位利用、食物生產(chǎn)等地外生存甚至星球改造技術(shù)的進(jìn)步，人類將真正向多星球物種轉(zhuǎn)變踏出關(guān)鍵的一步。