美国宇航局的月球站想法是坏事

NASA的月球轨道平台网关将是登月的必要阶段,或者是毫无意义的废话




半个世纪前,当宇航员首次降落在月球上时,他们就一步步飞到了那里:土星5火箭发射了阿波罗号命令,服务和着陆模块,并进入了低月球轨道。 然后,降落模块脱离并沉入水面。 在22个小时的月光尘埃中度过之后,来自阿波罗11号的宇航员爬入起飞模块,然后返回到命令模块,以在回程中出发。

美国宇航局目前的将宇航员送入月球的计划可以在2024年前实施,但该计划有些不同。 几枚商业火箭将把一个小型空间站的组件发射到太空,然后将它们独立地组装在高月球轨道上。 另一枚火箭将把一个空的月球着陆器送到那里。 最后,巨型SLS火箭将发射“ 猎户座”飞船 (非常让人联想到阿波罗指挥舱),里面有宇航员。 猎户座停靠在空间站,一些宇航员将进入等待舱着陆。 最后,宇航员将下降到月球表面。 完成出击后,他们将返回轨道站,在那里该团队将转移到Orion回家。

它们将月球空间站表示为一组模块,包括住宅,气闸,电源模块和推进系统。 NASA 称其为“网关”。

它的起源早于美国宇航局目前的重返月球计划,该机构最近将整个计划重新命名,命名为“阿耳emi弥斯 ”( Artemis ),并且随着预算和政策的不断变化,拟议中的观测站规模有所缩小。 美国宇航局声称,“网关”将成为人类进行太空探索的必要组成部分。 其他人在思考是否需要它。

“网关”的起源可以追溯到巴拉克·奥巴马总统取消了美国宇航局的最后一项使人重返月球的计划( 星座计划)。 在2010年4月的演讲中,宣布了NASA载人太空探索计划的新方向,奥巴马呼吁美国宇航局开发深空探测工具,从2025年飞往最接近地球的小行星开始。但是,NASA迅速决定目标太过雄心勃勃,将需要进行数月的载人飞行。 因此,该机构提出了一种替代方案:与其将宇航员送往小行星,不如将小行星拖至宇航员。

这个想法引发了小行星重定向任务(ARM) ,该任务于2013年宣布。它被认为是自动航天器将捕获一个距离地球不远的小行星-直径不超过10 m-并逐渐将其移动到环绕月球的高稳定轨道下遥远的逆行轨道的名称,作为短期任务的一部分,宇航员将可以在那里参观。 但是,当在国会预算分配听证会上提出该计划时,人们对ARM的有用性和可行性表示怀疑。

2017年,在唐纳德·特朗普政府的领导下,美国宇航局再次掉头了。 原子能机构长期以来一直认为,太空计划将受益于占领地球与月球之间的空间,以测试未来前往火星及其他地区的技术。 2017年3月提出的下一个建议是“深空通道”的概念:月球逆行轨道中的一组模块。 到2020年代末,“网关”上的宇航员将能够开始组装单独的太空运输工具“深空运输”,以长期执行火星任务。

但是,在特朗普将NASA的新优先事项派遣宇航员到月球表面并在太空中建立永久存在之后,这项计划也失败了。


“门户”最雄心勃勃的版本是要走向国际,加拿大,欧洲,日本和俄罗斯的航天局应该提供各种模块。 在这样的计划中,猎户座小组(1)的太空舱将把宇航员运送到网关,以准备在月球表面执行任务。 在“网关”处,计划了网关组件(2),可居住的模块(3、4),用于科学实验和存储的空间(5、6、7),机械臂(8)和推进系统(9)。 但是,NASA现在正在设计“最小”“网关”,该网关仅由一个小型居住模块和推进系统组成,以便更早返回月球表面。

特朗普在2017年12月说:“这次,我们将不仅会在那儿设置旗帜并留下痕迹。”他签署了太空政策指令,将美国太空计划的重点放在人们的帮助下进行太空探索,首先是使美国宇航员重返月球。 他说,月球的“长期探索和使用”是朝着更大的计划迈出的一步。 “我们将为拟议的前往火星的任务打下基础,也许有朝一日更远的世界也将进行。”

该指令指示NASA通过商业和国际伙伴关系将人们带回月球表面,但该机构的任务是想出最好的方法来做到这一点。 NASA决定更改网关的概念,正式将其重命名为“轨道平台–网关”,并将其作为发送月球任务的场景进行展示。 有人建议将“网关”组装在另一个椭圆形的强轨道上,并绕过月球的两极,这是“几乎直接的晕圈轨道 ”。 来自地球的宇宙飞船将能够以最小的燃料消耗到达它,因此它将相对便宜并且易于向那里运送物资。 在这种配置下,根据NASA的计划,宇航员将能够在2028年之前返回月球表面。

NASA也在努力吸引国际合作伙伴,其中许多合作伙伴已经在国际空间站工作。 到2019年初,Gateway项目已达到前所未有的最大规模。 拟议的配置包括一个带电源和推进系统的模块,该系统应使用太阳能为“网关”及其在地球与月球之间的空间中的运动提供动力,两个有人居住的模块,一个回收模块,一个多功能模块和一个机械臂。 2019年2月,加拿大总理贾斯汀·特鲁多宣布该国准备在该项目上花费20亿加元。 在概念图中,其他模块乐观地带有欧洲航天局,日本航天研究局和Roscosmos的徽标。

“这是一个鼓舞人心的网关项目,”美国宇航局局长吉姆·布莱登斯坦在3月中旬的演讲中说道 。 他讨论了NASA 2020财年的提案,其中包括用于开发Gateway的8.21亿美元。 他补充说,他与其他太空机构的领导人进行了交流,并且“他们高兴地接受了一项联合计划进行月球旅行的想法”。

但是两周后,鼓舞人心的想法又变了。 在3月26日举行的美国国家太空委员会会议上的一次演讲中,副总统迈克·彭斯(Mike Pence)命令NASA加快返回月球的计划。 彭斯在讲话中说:“按照美国总统的指示,本届政府和我国的政策是美国宇航员在未来五年内重返月球。” 这个雄心勃勃的目标-2024年登陆-令全世界感到惊讶。

她让NASA挠头寻找实现这一目标的方法。 布赖登斯坦在4月在科罗拉多斯普林斯举行的太空研讨会上的演讲中说,美国宇航局将纠正其计划,使其适应月球研究,并将仅关注未来五年使人们重返月球所需的基本要素。 “第一阶段是速度。 他说,我们需要尽快踏上月球表面。 “我们将摆脱所有可能使我们偏离目标的事情。” 而且,显然,大多数Gateway项目都会分散代理商的注意力。 Brydenstein建议,降落所需的“网关”的唯一部分是推进系统和可居住模块,猎户座舰和降落模块可以停靠在该系统上。

NASA的国际合作伙伴也感到震惊。 开始计划建造盖特韦尔组件的航天机构突然变得不清楚,何时需要它们的贡献,以及是否完全需要。 布莱恩斯坦在四月份的演讲中承认了这种不确定性。 他说:“我们的国际伙伴对此表示关注,他们在这次会议上向我表示了关切。” 不过,他说,这些合作伙伴仍将在2024年月球之后在NASA的第二个月球探索阶段中发挥作用。然后,他说,NASA的首要任务是支持人在地球与月球之间的空间中的长期存在,包括以及以与前面讨论过的形式相似的方式构建“网关”。

在随后的几周中,NASA越来越多地谈论建立“最小”网关以支持2024年月球着陆。 今年5月,NASA宣布要求在2020年再增加16亿美元的预付款,这对于实现这一目标是必不可少的。 多余的钱应该主要帮助商业公司更快地开发轻型汽车,加速SLS火箭和Orion舰船的落后发展,因为这两个项目已经比计划落后了数年,并且超出了预算数十亿美元。 同样在该提案中,建议将“网关”的资金削减3.21亿美元。

美国宇航局人类研究与运营助理署长威廉·格什滕迈尔在匆忙组织的新闻发布会上说,修订后的预算“在某种程度上改变了人们对门户的态度”。 “网关已经发展到更大的功能,超过了登陆所需的最低要求。当前的计划是将网关的设计重定向到登陆所需的最基本组件。” 5月下旬,布赖登斯坦宣布,美国宇航局已选择Maxar Technologies来建造动力模块和网关推进系统。


从左到右:
-低月球轨道,100公里,2小时;
-远距逆行轨道,70000 km,持续2周;
-周期约2,000-75,000公里,近乎笔直的晕圈轨道,持续1周。

美国宇航局考虑了几种轨道为登月做准备。 每个人都有自己的权衡:从地球进入更高轨道的费用比较便宜,但是低轨道可以快速进入月球表面。

该网关项目的批评者说,美国宇航局不应该将规模退回到空间站,而应该简单地关闭该项目。 正如他所说,如果您需要登上月球表面,请直接去那里,就像半个世纪前的阿波罗任务一样。 在月球轨道上建立前哨基地会增加本来就很困难的任务的成本,延误和复杂性。

在这些批评家中,有美国宇航局前局长迈克尔·格里芬(Michael Griffin)。 去年11月,在与美国国家太空委员会(National Space Council)的一个咨询小组会面时,他遭到了毁灭性的批评。 他说:“从太空系统工程师的角度来看,正在讨论的架构必须在登上月球之前完成“网关”的设计,这看起来很愚蠢。” 他声称,取而代之的是,NASA应该直接进入月球表面,然后安装类似“网关”的东西来支持这种任务,特别是在宇航员可以开始在极帽上提取冰水等资源时。 ““门户”只有在它们可以在月球上产生火箭燃料并将其发送到月球轨道的仓库中时才有用,而在此之前是没有用的。”

火星学会的创始人和主席罗伯特祖布林Robert Zubrin)是该项目的另一个积极评论家。 他将“网关”与收费站进行了比较,声称这增加了以后所有登月或火星任务的费用。 他提出了一个名为Moon Direct的替代计划,该计划将使用现有的商业运输系统逐步建立月球基地。

NASA紧跟这种批评,为“网关”辩护。 5月,该机构悄悄散发了一份提案草案,名为“ 我为什么需要网关? ”。 它说:“基于技术和程序分析,NASA的立场是,“门户”使您能够迅速安排下一批美国人登陆月球。” 其中一个原因是,猎户座的主机太弱,无法将航天器带入绕月球的低轨道,因此需要在高轨道上组织“网关”之类的东西。

报告总结说:“总的来说,网关架构的短期和长期优势远远超过发生冲突的风险,因为项目实施过程中会出现明显的延迟,并且由于架构的最新变更而不可避免地会产生无效的时刻。” 诸如增加Orion推进系统的功率以使其到达月球低轨道的需求之类的变化,可以使今天已经用于实施SLS和Orion计划的300亿美元增加数十亿美元 ,同时无助于2024年实现这一目标。

依靠SLS和Orion的需求使一些登月者感到担忧,因为这两种技术仍处于开发模式,并且两个项目都已经面临着巨大的成本超支和延迟。 去年10月,美国国家航空航天局(NASA)审计员发布了关于SLS计划的减损报告,到那时该报告已经比原计划晚了三年,超出预算数十亿美元。 同时,美国宇航局及其盟友说,没有其他方法可以到达月球。

诺斯罗普·格鲁曼公司Northrop Grumman)的 NASA业务发展计划经理迈克·富勒(Mike Fuller)说:“没有网关,我们今天拥有的组件就无法登上月球。” 他认为Orion引擎功能有限实际上是一个优势。 阿波罗飞行任务将控制模块送入距月球100公里的轨道,但他说:“将如此低的深度沉入月球的引力井是无利可图的。” 如果猎户座进入更高的轨道,他将更容易返回地球,因为这将需要更少的牵引力。

NASA可以完全放弃网关和这种架构吗? 批评人士说,商业航天领域正在出现替代技术。 他们的意思是蓝色起源 ,这是一家由亚马逊的所有人,离西雅图不远的亿万富翁杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)创立的太空公司。 Blue Origin正在制造“新格伦”可重复使用的重型火箭和“ 蓝月亮”登月舱。 另一个竞争对手是位于加利福尼亚州霍桑市的SpaceX,Ilona Maska,他还在研究可重复使用的火箭。 据公司称,它的上层将是星际飞船,它将能够直接降落在月球上并运载重物。 SpaceX公司火星首席工程师保罗·伍斯特(Paul Wooster)表示:“实际上,月球上的这辆车可以作为相当严重的月球前哨基地的核心,随着时间的推移,月球前哨会不断增长。”

但是,这些公司提供的所有这些奇妙的太空飞船仍在开发过程中,要准备好登月可能要花费数年。 此外,任何取消SLS或Orion计划的尝试都可能在国会遇到顽固的抵抗,特别是那些正在进行工作的州的有影响力的成员。 因此,毫不奇怪,美国国家航空航天局(NASA)进行了报复,开始了其“网关”计划。 布赖登斯坦在5月份讨论美国宇航局的最新预算时说,门户是至关重要的项目,要在2024年之前实现登月目标。 他说:“随着时间的推移,Gateway项目的重要性并未减弱。” “我们不能夸大其重要性。”

如果NASA在预算紧缩和政治现实的情况下继续顽固地走向“网关”,我们将见证2024年NASA宇航员凯旋而归。 尽管经历了许多艰辛和挑战,但NASA还是赢得了比赛。 但是,该计划也有可能在国会关于预算的辩论中无法幸免,或者2020年的选举将导致另一届政府的出现,这将再次改变月球的探索进程。 在这种情况下,来自SpaceX和Blue Origin的,富有进取心的亿万富翁可能不会等到NASA,在接下来的轨道上将可以看到公司徽标,从而使月球鞋重新定位。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN462529/


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