美2024年重返月球
3月26日,美国副总统迈克·彭斯在国家空间委员会第五次会议上表示,美国将在2024年前让美宇航员重返月球,比美国国家航空航天局(NASA)之前确定的2028年早了4年。
联想到此前不久,美国总统特朗普·唐纳德在最近提交的预算报告中“捅了NASA一刀”——建议削减该机构的经费预算。不给马吃草,还要马快跑?因此,尽管彭斯在演讲中雄心勃勃,但一些专家对此并不买账,直指“这是夸夸其谈”。不过,中国航天科工集团二院研究员杨宇光对科技日报记者表示:“美国宇航员2024年重返月球并非不可能。”
美计划2024年重返月球
自从NASA的“阿波罗17”号任务1972年12月返回地球后,美国就再也未曾踏足月球。但特朗普上任后,誓言让美国宇航员重返月球。2017年12月,特朗普签署了第一份太空政策指令《太空政策指令1号》,指示NASA开始重返月球计划,并将月球作为人类最终前往火星和其他深空目的地的踏脚石。尽管如此,这份指令没有提出确切的执行时间表,后来NASA提出2028年让美国宇航员重返月球。
但3月26日,彭斯表示:“这还不够好,我们能做得更好。”
据美国太空网26日报道,彭斯说:“时不我待,在本世纪,美国必须像上世纪一样,在太空领域保持第一,这不仅是为了推动美国的经济和国家安全,而且最重要的是,太空(就像每个伟大的边疆一样)领域的规则和价值观,将由那些最先到达的人所书写。”
据俄罗斯国家航天公司龙头研究机构中央机械制造研究所提供的信息,俄罗斯宇航员计划2031年首次登月科考,随后,每年都会进行载人登月;中国计划在2030年左右实现载人登月。
彭斯还说,国家太空理事会建议美国宇航员在月球南极登陆。众所周知,此处富含水冰。宇航员可在此处建立一个永久基地,并开发相关技术,将美国宇航员送往火星及其他地方。
副总统:新时间表“激进但可行”
虽然彭斯也承认,将美国宇航员重返月球的时间提前到2024年有点激进,但他强调,这是可以实现的,“太空时代开始仅12年后,‘阿波罗11’号就于1969年成功登月”。
如何实现这一点?彭斯提出了几个方面:首先在战略上,“毕其功于一役”,“以任何必要的方式”来实现这一目标;其次在具体计划上,如果NASA正在开发的太空发射系统(SLS)火箭尚未准备就绪,可能会使用商业火箭,而非目前的承包商的火箭;此外,他呼吁NASA采取新政策,转换新的思维方式,在文化上有所创新。他说:“NASA必须将自己变成一个更精简、更负责任、更灵活的机构。”
美专家:夸夸其谈
然而,除了建议更换火箭和承包商以外,对重返月球计划,彭斯几乎没有其他明确指示。乔治华盛顿大学空间政策专家约翰·罗格斯登称:“(副总统)所说的‘采取一切可能的手段’以及‘提供必需的资源’等只是夸夸其谈,没有任何细节。”
美国科技网站The Verge在报道中指出,从现实角度考虑,登月所需的很多设备和技术都未齐备。
目前,NASA重返月球的战略包括:在月球轨道上建造一个空间站——“门户”(Gateway)月球轨道空间站,作为宇航员往返月球表面的中转站;NASA还一直致力于开发新型火箭太空发射系统(SLS),用于将“猎户座”(Orion)载人航天舱送入深空;此外,NASA最近呼吁商业公司集思广益设计月球着陆器,以便将宇航员从“门户”运至月球表面。
但NASA要到2022年才开始建造月球轨道空间站,2025年左右才会在月球上测试首批载人着陆器;而SLS也一再延误,成本超支,令NASA头疼不已。
SLS最初计划于2017年年初发射,但该火箭的“首秀”一直被推迟到2020年6月。最近,NASA官员承认,很可能要等到2021年,这也迫使NASA思考替代方案:譬如使用太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰重型”火箭来发射“猎户座”载人舱。
面对彭斯雄心勃勃的新计划,NASA局长吉姆·布里登斯廷表示,NASA必须使用SLS,誓言:“加快SLS的研发进度,相信我们可以在2020年让SLS进行首次发射,让载人舱绕月球飞行。”波音公司随后也表示,计划今年年底前将SLS的核心第一级交付给NASA。
如果SLS仍然是NASA深空探索计划的重要部分,那就意味着其当前战略的某些方面需要改变。不过,政府没有给出具体的建议,彭斯也没有保证会给NASA提供更多资金。因此,太空顾问、研究和咨询公司Astralytical负责人劳拉·福茨克说:“依我来看,(彭斯)只是画大饼而已。”
特朗普总统最近提交的预算提议大幅削减NASA资金,包括削减提供给SLS和“猎户座”的资金。在预算申请公布后,NASA官员甚至承认,即使有更多资金投入,可能也不足以加速其研发进程。NASA首席财务官杰夫·德维特在3月份的一次关于预算申请的新闻发布会上说:“钱并非最终问题,我们更需要多一点时间。”
针对上述情况,杨宇光说:“如果只是想要短时间内登上月球,‘月球轨道空间站’并非必需。目前,SLS和‘猎户座’载人舱都进行了多年研究,SLS应该可以在2020年左右发射。如果NASA想在2024年实现登月,就必须加快着陆器的研制工作,或重新设计。”
一、美放言5年内“重返月球” 美媒:向中国发出挑战
美国副总统彭斯26日宣布了一项雄心勃勃的太空计划:要在5年之内让宇航员登陆月球,以确保美国成为21世纪第一个让宇航员登月的国家。虽说早在上世纪六七十年代美国就通过“阿波罗计划”实现过载人登月,但时过境迁,彭斯宣布的“重返月球”时间表被舆论认为有点儿“大跃进”的苗头——美国国家航空航天局(NASA)此前的目标是2028年实现载人登月,新计划一下子缩短了4年;而且,美国为“重返月球”开发的重型运载火箭研制不顺,项目一拖再拖,一次试射都没进行过。德国《明镜》周刊称,为了不让中国抢先,美国似乎把安全放在了第二位。彭斯毫不掩饰对赢下“太空竞赛”的渴望,他称,“我们今天在进行一场太空竞赛,就像我们在20世纪60年代一样”。
“在未来5年内让宇航员重返月球是本届政府和美利坚合众国的既定政策。”26日,在位于亚拉巴马州的美国太空与火箭中心举行的美国国家航天委员会会议上,彭斯发表演讲,宣布了新的登月时间表。他表示,为了实现这一目标,NASA要“利用一切必要的方式”。“让我说清楚,登上月球的第一个女人和下一个男人都将是美国宇航员,由美国的火箭从美国土地上发射升空”。
“美国加速宇航员重返月球计划,目标2024年。”法新社27日称,2017年特朗普政府确定了“重返月球”的目标,并作为载人登陆火星的第一步。NASA随后制订了2028年实现载人登月的计划。现在特朗普政府呼吁要有“紧迫感”,宣布将加快这一进程,时间从2028年提前到2024年。彭斯说,原来的计划不够好,“50年前,我们花了8年时间首次登上月球,此前我们从未登上过月球。现在我们重返(月球)不应耗时11年之久”。
面对白宫的指示,NASA局长吉姆·布里登斯廷立即接受。他发推特说:“大新闻:特朗普总统和彭斯副总统指示NASA在未来5年内将宇航员送回月球。接受挑战,现在让我们开始工作。”
不过舆论对这一大胆计划颇感意外。彭博社称,美国是唯一一个将宇航员送上月球的国家,但1972年后再未实现过这一壮举。NASA现在已没有能够进行这种任务的火箭。小布什任内曾启动新的登月计划,但后来因成本问题被奥巴马取消。报道认为,中国太空探索的进步是美国急切再次登月的重要原因。文章称,彭斯的话相当于在太空主导地位问题上向中国发出挑战,继去年成为第一个让探测器在月球背面着陆的国家之后,中国还计划进行多次采样返回探测任务,并论证建立月球科研基地的可行性。
路透社称,“阿波罗计划”是人类登陆月球的先驱,1969年至1972年,该计划共实施了6次载人登月任务。到目前为止,只有另外两个国家——苏联和中国——实施了受控的“软着陆”,但都是搭载的无人航天器。《纽约时报》称,彭斯提出了对中国的担忧,中国探测器已经在月球背面着陆,并希望将航天员送上月球。他还就美国目前对俄罗斯的依赖感到担忧。2011年美国航天飞机退役以来,一直依靠俄罗斯提供前往国际空间站的运输服务。“我们也在与我们最大的敌人竞争”,彭斯说,“那就是自满”。
二、美国2028年重返月球 并将逐步建立月球基地
日前,NASA局长吉姆·布里登斯廷在媒体圆桌会议上宣布,NASA计划于2024年进行第一次演示任务,2028重返月球。
近日,美国国家航空航天局(NASA)发布正式公告,号召私营企业参与载人登月技术研发。此外,NASA还公布了2028年在私营企业协助下实现重返月球计划的宏伟路线图。
根据NASA发布的“广泛机构公告(BAA)”,要求私营企业在2019年3月25日之前提出登月系统登陆舱、太空加油系统和转运飞船的设计概念,期限只有一个多月。5月,NASA将从参与企业中选出数家进入6个月的初步研究和开发阶段,每家公司可获得高达900万美元的资助。根据该阶段取得的进展,NASA将至少选择两家公司进入任务示范阶段,开始实体建造试验,被选中的公司将获得高达数亿美元的资助。根据公司规模,这些公司将被要求承担至少10%—20%的开发成本。
NASA表示,这一项目的灵感来自商业轨道交通服务项目(COTS)。数年来,该项目同时支持了SpaceX公司的“龙”飞船和轨道科学公司(ATK)的“天鹅座”飞船的开发,两种飞船都被用于为国际空间站运送补给物资。NASA则为每次服务支付费用。
日前,NASA局长吉姆·布里登斯廷在媒体圆桌会议上宣布,NASA计划于2024年进行第一次演示任务,包括登陆舱从月球轨道空间站(GateWay)出发在月面着陆;2026年,将进行第二次演示任务,着陆器由登陆舱和上升舱组成,转运飞船先将着陆器运到距离月面100公里的环月轨道上,着陆器着陆开展探测任务,任务结束后再由上升舱提供动力返回GateWay。2028年,4名宇航员将按照上述技术方案“重返月球”,并在月球上停留7天。
布里登斯廷表示,此次登月我们不会只留下旗帜和脚印,然后回家,50年不再去,而是会留在那里。我们将建设可持续的、可重复使用的月球系统。该系统包括支持人类居住、工作、以及燃料生产设施。我们将消除风险、改进技术,并尽可能多地将这些技术搬上火星。
三、留给中国的时间不多了!美国载人航天大爆发 2024年重返月球
在美国航天飞机计划落下帷幕之后,俄罗斯就成了人类和国际空间站之间的唯一桥梁——但这个"过桥费"连年涨价,现在已经水涨船高到7000万美元/每人,不免让国际空间站的最大用户美国有些难以招架。
不过,从近日美国太空总署(NASA)局长接受公开采访的表态来看,不仅"年内美国宇航员搭乘'美国制造'的火箭,从美国本土前往空间站"是大概率事件,美国人对于2024重返月球表面也已经胸有成竹。
具体来说,美国当前两大航天巨头太空探索公司(SPACEX)和联合发射联盟(ULA)都在并行推进着各自的载人飞船计划:前者研发的"载人龙"飞船基于已经成熟的国际空间站货运飞船"龙",将在2019年4月之前进行首次无人试验飞行;而ULA成员波音研发的 CST-1000"星际班机"飞船+"宇宙神-5"火箭的组合稍慢一步,但也会在年中之前完成无人测试。
而在无人测试顺利进行之后,年底之前美国重返载人航天的"小目标"便会得到实现。
从重型火箭技术层面的角度来说,波音和SPACEX各自的火箭都经受过商业航天市场考验,可靠性不成问题。其次,作为航天飞机和"阿波罗登月"计划的参与者,波音的技术实力也毋庸置疑;至于SPACEX虽然没有载人航天的系统研究经验,但SPACEX已经在"龙"飞船的国际空间站货运补给任务测试过相关子系统,也算是走出一条路。
总的来说,两条代表当今世界航天顶级水准的技术路线并驾齐驱,2019俄罗斯"联盟"飞船下岗,美国载人航天"重连"空间站的确不是遥不可及的梦想。
确切地说,只要"星际班机"和"载人龙"当中有一个成功,国际空间站就能继续服务很长一段时间——这不仅仅意味着在失去俄罗斯"联盟"的定期提升轨道之后,国际空间站不至于被地心引力捕获,美国已经再度拥有更换空间站舱室的能力才是核心。
当然,对于NASA而言,空间站并非是其2020年代"再度扩张"的终点,"美国人必须重返月球并且前往火星"也并非是一句空话。
几乎就在NASA接受采访的同时,已经有两个确实的月面着陆器计划在NASA内部得到推进,其中最重要的月球登陆器项目将在3月向各竞争公司发出正式请求,预计在年中前后签署正式合同——除却属于ULA的波音和洛克希德-马丁之外,诸如SPACEX、蓝色起源这样的商业航天公司也被囊括在内,足可见NASA对登月计划的安排之急迫。
此外,NASA还希望在1-2年内向月球发射类似"嫦娥"的自主着陆器,该着陆器将可能在月球的陨石坑底部着陆,以验证此地是否存在可供登月舱利用的水冰。
但时至今日,靠商业航天赚钱发展出的各种新技术路线已经"返场",为重返月球、重返火星之类的"大目标"爆发出了无穷力量,将其它用"项目牵引"的航天大国再度甩开了不止一个身位。而作为同样对月球保有想法的国家,美国厚积薄发的前进方式实在值得中国思考。
四、人类重返月球时间表公开:美国2028年,俄罗斯2031年,中国呢?
“我们还会带着全人类的和平与希望回到这里。”,这是阿波罗17号宇航员尤金·塞尔南在离开月球时的即兴感言,他是人类迄今为止最后一个在月球上留下脚印的人。遗憾的是如今将近半个世纪过去了,人类的脚步却没能再次踏上月球。
阿波罗17号登月舱
经过47年的发展,人类的航天工程实力也早已有了新的飞跃,400吨级国际空间站运行在距离地球400公里的太空轨道上,美国先后在火星部署了4辆火星车,中国的嫦娥四号探测器代表人类首次登陆了月球背面,可以说不论是航天器的可靠度还是智能化水平都远超阿波罗时代。
尤其是今明两年人类又将迎来航天大年,在中国嫦娥探月工程带动下今年还将有两个国家的探测器要在月球实施软着陆,它们分别是印度的月船-2号与以色列的600公斤月球着陆探测器。随着人类航天科技实力的增强,月球探测的规模正在扩大。
嫦娥四号
航天探索的本质是拓展人类活动边际!近日,美国航空航天局NASA负责人吉姆·布里登斯廷对外界披露了美国重返月球计划时间表,他们要在9年后的2028年将宇航员送上月球,任务乘组为4人。日前NASA已经向社会发布正式公告,号召私企协助美国重返月球任务,并针对登月系统登陆舱、太空加油系统、转运飞船提出招标需求,要求私企在3月25日前提出设计概念。
NASA负责人吉姆·布里登斯廷
无独有偶中国载人航天办公室也于去年发起了“载人月面着陆与上升飞行器创意方案征集大赛”,该赛事旨在瞄准未来我国载人登月工程向全社会征集登月飞船设计方案,并给出了十分具体的设计框架,要求飞船组合体重量不超过25吨(不包括登月飞船推进服务舱、指令舱),并能搭载至少2名宇航员,同时能确保宇航员在月面停留不少于6小时。
创意方案征集大赛
俄罗斯则锁定12年后的2031年为该国首次载人登月时间节点,实现载人登月目标后他们将每年实施一次载人登月飞船发射任务,在实施载人登月前俄将于2028年开始进行载人登月飞船飞行试验,以及载人环月飞行试验。
目前三国都已经开始着手研制服务载人登月目标的重型运载火箭,美国NASA与波音合作开发的SLS太空发射系统进展最快,该火箭动力系统继承了成熟可靠的航天飞机发动机,但由于工程推进阶段遭遇多次延迟,原本计划于去年实现首飞的载人版火箭,不得不推迟至明年发射。
SLS重型火箭级间段
SLS首飞型号为载人版,可以将70吨有效载荷送入近地轨道,并能将不少于25吨载荷送入月球轨道,更大推力版火箭将于2027年首飞,届时美国将恢复载人登月能力。
俄罗斯也在推进“叶尼塞”与“顿河”两款重型火箭,虽然俄罗斯有着成熟的火箭发动机产品,但存在资金匮乏问题,所以能否如期实现工程目标还有待观望,目前俄罗斯的首要探月目标是发射类似我国嫦娥3号、4号的月球探测器。
我国瞄准载人登月需求也正在全速推进长征9号重型运载火箭项目,该火箭最大起飞重量接近4000吨,可以将45吨以上有效载荷送入月球轨道,月球任务投送能力与土星五号旗鼓相当。同时我国还在推进一款重型载人运载火箭,与美国SLS载人版火箭运力相当,两款重型火箭组合使用的中国载人登月工程将大大超过阿波罗登月时代的工程能力。
中国重型火箭10米直径过渡环
那么,中国人的载人登月时间究竟是哪一年?要想回答这一问题首先要了解我国古代哲学家老子的“夫唯不争,故天下莫能与之争”。有着上下五千年灿烂文明的我们自然有着更为智慧的回答方式,那就是“不争为争”,我们并不急于发布登月时间表,而是脚踏实地一步一个脚印向前推进。
我国新一代载人飞船缩比返回舱
目前长征9号500吨级液氧煤油发动机即将开始整机试验,10米级大直径火箭过渡环也已经制备成功,配套新一代重型载人火箭的YF-100K泵后摆液氧煤油发动机已经开始长程点火试验,配套载人登月目标的新一代载人飞船试验船也将于明年首飞。
YF-100K泵后摆发动机点火试车
根据任务安排长征9号将于2028年左右首飞,而新一代重型载人运载火箭可在2025年左右实现首飞,也就是说我国将于2026年左右初步具备载人登月能力,并将在2030年前后夯实载人登月工程实力。
中美俄登月活动也是相互交织,美俄计划推进月球轨道深空载人空间站,中俄也明确表态将进一步扩大探月活动合作规模。深空探索是全人类的大事,也唯有联合才能实现更大目标。