首頁>科技>

2022年8月19日,NASA終於在網上公佈了阿爾忒彌斯計劃在月球南極的13個著陸區,每個著陸區都包括了阿爾忒彌斯三號的多個潛在著陸區,但令人驚訝的是有多個著陸區與中國選定的著陸區重合!

月球著陸點撞車?為什麼我們選定的著陸區域NASA還要強行選擇,如果登陸點撞車怎麼辦?究竟誰說了算,有沒有人在協調這個事情?

其實早在今年早些時候就已經有過兩次WDRs(溼彩排),按照發射系統的所有流程彩排一次,包括加註液氧和液氫燃料,並且經歷倒計時前的一切測試與排定的檢查工作,但不真正發射,NASA於4月和6月的進行了四次彩排,並且於6月20日這次宣佈成功。

阿爾忒彌斯計劃:重返月球之路並不順利

自從1972年12月19日阿波羅17號指令艙降落在美屬薩摩亞附近的太平洋中後將近50年,美國再也未能重返月球,此後美國著力於航天飛機和空間站,與全球16個國家合作建立了國際空間站,但航天飛機退役後美國甚至有將近10年的時間裡需要使用俄羅斯的飛船往返國際空間站。

隨著中國航天的崛起,載人航天成功,楊利偉成為中國第一位登上太空的宇航員,嫦娥系列探測器也多次成功探測月球,美國重返月球的計劃也開始提上日程,2005年,阿爾忒彌斯早期的一些任務開始,又被取消,兜兜轉轉一直到2010年奧巴馬宣佈了重型火箭計劃,並且保留了獵戶座飛船。

但這個計劃一直到2017年12月11日,特朗普總統簽署了《太空政策指令 1》,正式實施重返月球計劃,並且為探索火星奠定基礎,該計劃之後被正式命名為“Artemis program”(阿爾忒彌斯計劃,阿爾忒彌斯是阿波羅的雙胞胎姐姐)。

阿爾忒彌斯的計劃非常龐大,甚至還包括月球網關模塊,當然本文就不涉及如此龐大的計劃了,主要就說說美國的這次登月主要相關問題,一個是SLS火箭,另個一個就是獵戶座飛船和月面著陸器。

SLS火箭:舊瓶裝新酒,折騰了十多年

SLS雖然被命名為太空發射系統,但它的助推器用的是當年的航天飛機的固體助推器改裝版,芯級火箭用的是航天飛機的主發動機RS-25,從下圖各位可以看到這些發動機都分佈於哪個位置:

兩側的就是固體助推器,而中間的就是芯級火箭,芯級火箭用了四臺航天飛機尾部的RS-25發動機,可能很多朋友都不知道航天飛機尾部的主發動機是的到底有多大推力。

RS-25發動機:這是一種液氫液氧的發動機,推力為418000磅(189.6噸,海平面)512,300磅(232.4噸,真空),海平面比衝366秒,真空比衝為452秒,這款發動機的參數就算是到現在也不會太落後,航天飛機用了3臺,而SLS用了四臺RS-25D。

可能很多朋友會認為這是改進了,其實完全不是,先把亞特蘭蒂斯號和 奮進號航天飛機的備件用完,然後再用RS-25E的版本,而固體火箭助推器也來自航天飛機,但就這樣一個拼拼湊湊的版本,從2016年來已經推遲了不下16次,比原計劃的六年時間表又增加了五年多。

載人飛船和月球著陸器

其實目前裝載SLS上的只有一艘獵戶座飛船,因為阿爾忒彌斯計劃的登月飛船(Human Landing System,HLS)並不是SLS發射的,因為阿爾忒彌斯計劃的設想是這樣的:

獵戶座飛船是作為作為往返地月之間,而在月球與地球的拉格朗日(L1點)位置還有一個月球網關(月球空間站),HLS系統是SpaceX的星艦變種,以它作為來往月球空間站和月面之間的運輸,而人員返回地球則有獵戶座飛船來實現。

這個系統可以讓HLS重複使用,減少開發成本,這個體系不是為一次登月使用,而是長期使用的話成本將會降至很低,但如果未來執行一次的話,其成本將會高到飛船離譜。但大家都知道,目前星艦進展不是很順,而獵戶座飛船其實也就執行過一次濺落測試。

從上文可以看出,目前除了SpaceX的HLS系統外,其他的都是NASA在吃老本,即使如此也是磕磕絆絆,看來NASA在二十一世紀想再要執行重返月球計劃也是困難重重,按SLS計劃拖拖拉拉的進度,目前計劃在2024年首次登陸月球南極的時間表可能要泡湯,搞不好未來會被中國載人登月計劃反超。

為什麼我們選定的著陸區域NASA還要強行選擇

當然8月底的發射不會登月,是不載人的獵戶座飛船飛掠月球的任務,8月19日NASA官網公開的月球登陸地是2024年載人登月任務著陸點,因為阿爾忒彌斯計劃的最重大的任務就是在月球的陰影區尋找水源,因此會選擇月球南極的永久黑暗區,看看是否能找到水冰。

嫦娥7號

這個位置不好找,因為著陸區的工作時間內必須要能照射到Sunny,而尋找的目的地是陰影區,兩者不能相距太遠,因此這樣的區域在月球南極相對就比較固定了,NASA總共公佈了13個區域,如下圖示:

問題來了,中國在2020年9月2日就發佈了嫦娥7號的月球南部著陸點,其任務中最重要的一環也是尋找水冰,這就讓兩個任務在尋找著陸點時存在了很多相同的選擇要素,比如嫦娥7號是長期任務,因此需要找永晝區,如下圖是月球南極的光照情況:

月球極區的平均光照情況(百分比)

但探測任務尋找的水冰在陰影區,根據嫦娥計劃任務著陸區選址小組的調查,陰影區分佈如下圖:

月球南極永久陰影區分佈(紅色區域代表較大區域的永久陰影區,藍色區域代表較小區域的永久陰影區

根據兩者之間的關係,科學家確定如下幾個區域為可選著陸區,並在2020年9月2日發佈的任務中就公佈了以下區域:

從NASA公佈的區域圖來看,在NASA的選區中2和8與中國選區2和5幾乎重疊,其他選區也有部分重疊。

中國在2020年就已經選定,為何NASA還要強行選擇?

嫦娥七號預計發射時間是2023年~2024年,與阿爾忒彌斯的計劃的時間基本重合,比如NASA的選區尺寸為15 x 15千米,這個尺寸如果有兩家同時著陸的話,估計會把兩家給嚇死!

因此NASA既然選擇了這些可能會和中國嫦娥七號任務類似的位置,那麼有兩個選擇,一個是時間上錯開,另一個則是空間上錯開,畢竟美國有13個被選區,而中國則有10個被選區,兩者天時地利人和撞到一起的概率,會在最終選擇時間和地點的時候避免。

月球登陸點撞車!究竟是否會成為中美合作的契機?

一個載人登月,一個是南極著陸巡視器,兩個怎麼合作?人家都上人了,還要無人探測器幹嘛?其實不然,到目前為止,月球南極因為出在永久陰影區,LRO(月球軌道勘探)並不是十分清楚,而中子探測認為這裡有水冰,但定位精度卻很差,到底去哪裡找,那就是碰運氣了。

其實中國的嫦娥七號也是一樣,都是選定最可能有水冰的區域然後著陸探查,但到底有沒有隻有天知道,因此無人探測器至少可以排除一個區域,當然如果有水冰的話,甚至NASA的載人登月可以直接著陸這個區域採樣。

如此合作想必應該是比較有效的,至少針對性非常強!但中美之間合作顯然存在很大的障礙,因為在2011年時美國會出臺了《沃爾夫條款》,禁止了NASA和中國航天的一切往來,所以中美之間要跨過這道坎不是華人的問題,而是美華人。

NASA局長比爾·尼爾森上臺以來,曾多次指責中國航天太過保密不合作,又多次宣佈永久禁止華人參與國際空間站合作,如此精分讓很多美國媒體都看不下去了,美媒曾多次發表文章指出,《沃爾夫條款》出臺以後中國航天似乎一直都在進步。不僅載人航天突飛猛進,月球探測還帶回了月壤,甚至火星探測也一次成功,這《沃爾夫條款》有用嗎?

而中國的天宮空間站已臨近建設完畢,多國航天機構開始與中國合作,畢竟目前近地軌道上只有兩個空間站,一個是國際空間站,另一個是中國空間站,不是找美國俄羅斯合作,就是找中國合作,而隨著國際空間站日漸老化,趁著還有口氣,趕緊和中國合作,以求未來能在中國空間站上做上幾個實驗。

天宮空間站

因此美媒才有這種緊迫感,美國將中國排除在外,而中國卻將美國的小迷弟們帶走了,關於這個問題,CNN在神舟十二號成功發射後刊發的一篇文章就有提及,另一次則是美國頂級智庫的報道也有提及,當然政治正確這種事情在美國想要改變,是很難的。

再說了,就算美華人願意,在目前這個大環境下咱華人也不見得樂意是吧!

延伸閱讀:中國載人登月計劃

龍樂豪院士在近期的《科創中國·院士開講》第十二期節目中公佈了中國載人登月計劃,時間指向2030年,計劃使用兩枚CZ-5DY火箭!其中有非常關鍵的幾個內容:

  • 1、研製新一代載人火箭;

  • 2、載人登月時間為2030年前後,可能提早也可能略微延遲;

  • 3、載人登月火箭總共發射兩次,在環月軌道對接;

  • 4、登月環節包括:登、巡、採、研、回 四個環節;

  • 5、登月火箭詳細技術參數;

其比較關鍵的信息是兩枚火箭在環月軌道對接,而不是在近地軌道上對接後飛向月球;而登月環節則包括了:登、巡、採、研、回等是個環節。

顯然中國的載人登月無法和阿爾忒彌斯計劃相比,並且從兩枚CZ-5DY火箭來看,我們的計劃更為務實,也就是說,從跳票的角度來看中國的計劃概率相對會比較低,而阿爾忒彌斯計劃實在比較龐大,環環相扣,一環出問題就會影響整個計劃執行。

而此前的火星採樣返回就出現了這樣的問題,歐空局和NASA合作的火星採樣返回,四次火箭發射接力帶回火星土壤樣品,計劃之大超出想象,時間之久連續執行10多年,在火星樣品收集和送達發射地點這個環節上出問題了,原本一次風險太大,分成了兩次,結果返回延遲了2年,被中國後來者居上領先了。

當然這個事情目前還沒有發生,但即使按時間表執行計劃,NASA也是遲了兩年,對於花大價錢採樣,卻回來比華人晚兩年的結果估計美國納稅人都很難接受!按美國的阿爾忒彌斯計劃的尿性,搞不好就被華人領先了,而且筆者認為這樣的可能性還是比較大的。(完)

參考:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-identifies-candidate-regions-for-landing-next-americans-on-moon

http://jdse.bit.edu.cn/sktcxb/cn/article/doi/10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191003002

4
最新評論
  • 整治雙十一購物亂象,國家再次出手!該跟這些套路說再見了
  • 甜寵文《獨家摯愛》又甜又虐,明明是演戲,卻弄假成真,陷入愛情