新華社華盛頓8月10日電（記者周舟）在人類登月50年后，美國航天局開始緊鑼密鼓地研制新一代重型火箭和“獵戶座”飛船，計劃2024年前再次將宇航員送上月球。為何不直接采用當(dāng)年“阿波羅11號”的設(shè)計再赴月球？美國新登月計劃“阿耳忒彌斯”究竟有何不一樣？
多次往返月球南極
美國航天局局長布里登斯廷7月向美國參議院介紹了新登月計劃的進(jìn)展，提到與當(dāng)年“阿波羅11號”降落在月球正面的靜海南部不同，“阿耳忒彌斯”計劃中的落月點選在月球南極。
選擇在月球南極登陸的一個重要原因是，近來研究顯示月球兩極可能存儲了約4.5億噸的水冰，如果在相關(guān)地區(qū)建立基地，飲水問題較易解決。這些水還可能被用于制造液氧和液氫，從而為更遠(yuǎn)的深空探索提供火箭燃料。
不過登陸月球南極計劃的挑戰(zhàn)也更大。“阿波羅11號”的落月點處于月球赤道附近的平坦地區(qū)，返回艙只需少許推進(jìn)劑即可返回月球軌道，與軌道上的飛船對接后一起回到地球。而“阿耳忒彌斯”計劃中的相關(guān)過程要復(fù)雜得多，要先在月球軌道上建立一個稱作“門戶”的中轉(zhuǎn)站，宇航員抵達(dá)中轉(zhuǎn)站后，再乘坐“擺渡車”往返包括月球南極在內(nèi)的各處地點。
這套復(fù)雜的系統(tǒng)有其好處。新計劃中的火箭只需將飛船送到“門戶”就行，因此不需要阿波羅系列任務(wù)中“土星5號”火箭這樣的“大家伙”，可節(jié)省燃料，還可運送更多載荷。宇航員可在“門戶”與月表之間多次往返，有助于建立月球基地。
登月計劃分三部分
要實現(xiàn)這一套能多次往返月球的登月設(shè)想，“阿耳忒彌斯”計劃包括三個部分：建造“門戶”、建造前往“門戶”的火箭和飛船、建造往返“門戶”與月表的“擺渡車”。
第一，建造“門戶”。美航天局已選擇馬克薩爾科技公司作為“門戶”的第一個商業(yè)合作伙伴，該公司將建造一個50千瓦的高功率太陽能驅(qū)動器，作為“門戶”的動力與推進(jìn)系統(tǒng)。美航天局計劃2022年底用商業(yè)火箭將“門戶”的動力與推進(jìn)系統(tǒng)送入軌道，還計劃選擇一家商業(yè)公司建造“門戶”載人艙，尚未公布結(jié)果。
據(jù)介紹，未來“門戶”將擁有多個可接駁飛船的對接口，這也意味著它為以后希望使用中轉(zhuǎn)站的探月飛船設(shè)立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
第二，建造前往“門戶”的火箭和飛船。其中，由美航天局自己負(fù)責(zé)建造的“獵戶座”飛船進(jìn)展順利，目前正處于組裝測試階段，其內(nèi)部空間將是阿波羅系列任務(wù)中所用飛船的2.5倍，可運送更多宇航員前往“門戶”。
但與波音公司合作開發(fā)的新一代重型火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”幾經(jīng)拖延，預(yù)計將在2021年才能實現(xiàn)首飛。“太空發(fā)射系統(tǒng)”首飛時的近地軌道運載能力為70噸級，未來可達(dá)到130噸級，接近“土星5號”的水平。
第三，建造往返“門戶”與月表的“擺渡車”。美航天局再次選擇了商業(yè)公司完成這項任務(wù)，目前共有11家公司合力開發(fā)這種載人登月系統(tǒng)。這套可重復(fù)利用的載人登月系統(tǒng)包括3個部分，用“運輸設(shè)備”將宇航員從“門戶”送入低月球軌道；用“下降設(shè)備”將他們送至月表；并用“上升設(shè)備”將他們送回月球“門戶”。
月球基地指向火星
布里登斯廷說，“阿耳忒彌斯”計劃中的宇航員一開始要在月球南極停留7天，隨著“門戶”擴(kuò)展和月表設(shè)施的增加，月表探索時間有望延長至數(shù)周或數(shù)月，這就意味著要在月球上建立基地。
美航天局明確表示，在月球南極建立基地的一個目的是為在本世紀(jì)30年代奔向火星做準(zhǔn)備。盡管目前對火星任務(wù)還沒有特別清晰的規(guī)劃，但布里登斯廷在美國國會作證時提出了一系列初步思路。
他說，國際空間站、未來的商業(yè)空間站和“門戶”都可用于測試火星任務(wù)所需的自動化飛船系統(tǒng)的長期可靠性。“阿耳忒彌斯”計劃將開發(fā)太陽能電力推進(jìn)技術(shù)，相關(guān)技術(shù)可用于能夠重復(fù)利用的火星著陸器和載人返回艙。
布里登斯廷表示，月球?qū)⒊蔀榛鹦堑脑囼炋?，要完成長達(dá)數(shù)年的火星之旅，先要有能力在月球上生活數(shù)月。學(xué)會利用太空中的資源提供補給并制造產(chǎn)品是實現(xiàn)深空探索的前提，美航天局將在月球上測試類似技術(shù)。他說，可在月球上驗證的技術(shù)還包括能源生產(chǎn)和儲存、應(yīng)對塵暴、醫(yī)學(xué)支持等。
