明明半個世紀前人類就已經登月了…
為什么 NASA 打著 " 重返月球 " 的旗號折騰了這么老長時間,最新進展還只是帶著假人繞月飛行?
北京時間今晚 8 點,承載著阿耳忒彌斯計劃的 SLS 火箭,將在肯尼迪航天中心發射升空,整個飛行旅程為期 42 天。

一旦發射成功,就意味著阿波羅時代之后,NASA再度重啟登月計劃,預計在 2025 年完成登月。
當然,前提是在理想的情況下。
畢竟在此之前,光是 SLS 就推遲了至少 16 次。
據 NASA 前副局長透露,即使屢次延期且追加預算,也未必能如期登月。
53 年前就已經完成的事情,為何現在還要做得這么費勁?
阿爾忒彌斯計劃
阿耳忒彌斯計劃 Artemis,2017 年正式發布,計劃在 2024 年完成載人繞月,最終目標是在 2028 年前在月球表面建立永久基地,為登陸火星和更深層次的深空探測任務奠定基礎。
本次任務 " 無人繞月飛行 " 正是該計劃中的第一步Artemis 1 ,由 SLS 重型火箭 Block 1 與獵戶座飛船合作執行。

△圖源:NASA
表面看上去,從正式發布到第一個任務實施,中間不過五年。但實際上,背后的設備部署早在十幾年前就已經開始。
獵戶座飛船是從 2006 年就開始研發了。當時它還是 " 星座計劃 " 的一部分,不過這個計劃由于預算超支、進度落后等原因在 2010 年取消了,又在 2011 年重啟研發。
另一個主角SLS 火箭,更是因故推遲了至少 16 次,比原來的 6 年時間表增加了 5 年多。
要知道,當年土星五號從紙面設計到飛行僅用了 6 年時間……

如此大費周章重新設計大火箭,為什么不直接采用當年的原型圖紙?或者在原有基礎上修改呢?
為什么不能照搬圖紙?
因為土星 5 號的圖紙丟了。

NASA 官方之前特意回應過這個傳聞,表示圖紙沒丟,但是復刻一個土星 5 號出來意義不大。
因為當年土星 5 號成千上萬的零件已經不再生產了,如果要重新找到上世紀 60 年代那些硬件設備廠商……可能還不如重新設計火箭。
而且土星 5 號當時的控制中心,是基于傳統的大型計算機設計的。
它的內存模塊總容量只有 16k 字節,卻重達 32.9 公斤,主機頻率只有 2MHz,和現在的計算機完全無法相提并論。
也就是說技術工藝早就過時了。

太空艙方面,獵戶座需要搭載的計算機也要更為先進。
與阿波羅太空艙的單計算系統相比,獵戶座擁有 4 個計算系統,計算運行速度可以提升20000 倍,內存增加了128000 倍。
種種原因來看,如果拿著當年的圖紙復刻,都是一件事倍功半的事情,并且還要投入更多錢。
上世紀 60 年代,土星 5 號的研發成本約為 62 億美元,相當于現在的518 億美元。
但是 SLS 的研發成本控制在了230 億美元,還不到土星 5 號的一半。
加上目前 NASA 的發射臺和運載火箭裝配車間,已經改造成建航天飛機之用。
這意味著按照原來圖紙設計的話,發射臺也要改造,又是一筆費用。

值得一提的是,錢的問題也是 NASA 二次登月計劃中,常常被提到的一個因素。
當年美國登月,可以說是 " 大力出奇跡 ",一口氣花了 250 億美元,當時美國的 GDP 還是7000 億美元水平。
現在,NASA 每年的經費也是大約 250 億美元,但美國的 GDP 已經達到23 萬億了。
顯然現在的 NASA 手頭有點緊。
與此同時,SLS 火箭項目也并不省錢。不能像 SpaceX 那樣回收利用,發射成本也更高。
一次發射需要大約 41 億美元,土星 5 號大約只需要 14.9 億美元。
此外,當年燒了這么一大筆錢上月球后,帶來的有價值發現其實并不多。
這也引起了美國民間、政界的許多爭論:
登月的意義真的有那么大嗎?
為什么要重來一次?
隨著 " 阿爾忒彌斯 " 計劃啟動,這方面的質疑更加直接:
明明 50 年前已經登月成功了,為什么還要再折騰一次?
尤其是盡管半個世紀過去,人類想要登月仍舊需要做非常充足的前期準備,這背后要燒掉的資金可能會高達上千億美元。
對此,NASA 負責人比爾 · 納爾遜在新聞發布會上給出了幾點原因。
一方面,這次登月任務要做的事更多。
它將實現宇航員在深空生活和工作,將完成一系列科學探索實驗,并計劃在月球表面建造永久基地。
NASA 方面表示,他們希望能將一些科學儀器、有效載荷送往月球," 以此激勵學生參與到科學探索工程中 "。
不難看出,NASA 希望通過再次登月,發現月球上更多奧秘。
實際上,在月球南極隕石坑下發現水痕跡后,人類探索月球的熱情和價值都變得更高了。
有水資源就意味著,宇航員在月球上需要的飲用水和氧氣、火箭燃料需要的氧氣和氫氣,都有了解決的希望。
這使得月球將有可能成為一個 " 太空補給站 "。
而且也就意味著,阿爾忒彌斯計劃要比阿波羅計劃飛更遠。雖然月球是阿波羅宇宙飛船的最后一站,但它是獵戶座飛船的第一站,它最終將越過月球到達火星。
在 NASA 2024 年的機器人登月計劃中,降落點就設在了月球南極附近。
并且月球的荒涼也能為科研提供幫助,月表古老的巖石有助于科學家研究太陽系的起源和形成。
另一方面,其他國家相繼開啟登月任務也給 NASA 帶來了壓力。
負責人納爾遜提到,中國近年來已經 3 次成功將機器人送上月球完成探測任務,印度、以色列、韓國也在積極登月,盡管都失敗了。
中國計劃在 2030 年實現載人登月,確實也是 " 阿爾忒彌斯 " 計劃前進的動力之一。
就在最近,探月工程總設計師、中國工程院院士吳仁偉透露,我國探月工程四期已經過多年論證,已于 2021 年正式立項,進入實施階段。" 目前研制工作進展順利。"
按照計劃,探月工程四期的主要目標也在月球南極,將開展一系列科學探測,建立起月球科研站的基本型。
后續將分 3 次任務實施,分別是嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號,計劃在 2030 年之前完成。
One More Thing
最后,再回到今晚即將發射的 Artemis 1 任務,由 SLS 和獵戶座飛船合作執行。
SLS 重型火箭第一節由核心級(四個 RS-25D 發動機,目前世界最大階段燃燒液體氫氧發動機)和兩個航天飛機固體助推器組成,起飛時最大推力可達到 39.1MN(兆牛頓)。
這比當年阿波羅計劃的土星 5 號推力34.5MN,還高出 15%。
僅憑推力,SLS 也被 NASA 稱為史上最強大火箭,也是目前唯一可以進入深空的載人火箭。
成功發射后,飛行至距地球表面 3700 公里高度時,獵戶座飛船將與火箭 1 級箭體分離,點燃推進器,飛向月球。
整個旅程距離長達 130 萬英里(209 萬公里)、持續 42 天 3 小時 20 分鐘,飛船將于 10 月 10 日返回地球,落入加利福尼亞州圣迭戈附近太平洋中。
據介紹,獵戶座此行將載重 54.4 公斤,包括 3 個模擬宇航員的人體模型、史努比玩偶等物品。

△指揮官 Moonikin Campos 模型,圖源:NASA
其中人體模型中,一個為指揮官 Moonikin Campos(以阿波羅 13 號功臣命名),另外兩名乘客 Helga 和 Zohar,他們將主要負責的輻射探測和測量,其中一個背著輻射防護背心。
原文地址:http://www.myzaker.com/article/630c71f98e9f0938f902050e






川公網安備51012402001058號