编者按:近期,深空探测领域可谓活跃非常,美国NASA正在研究载人级月球着陆器概念,并宣布入围商业着陆器计划的9家美国公司;欧洲萨里卫星技术有限公司(SSTL)正在设计低成本月球通信卫星,推动欧洲商业月球服务进入实质性研发阶段;俄罗斯提出“月球探测计划决议草案”,将建立月球基地并在月球轨道部署卫星星座。美欧俄积极谋划未来深空探测,将掀起新一轮的探索热潮。星姐本周就为大家献上深空专题系列文章,详细介绍当前重要进展。
随着美国国家航空航天局(NASA)开始制定“重返月球”计划的细节,该机构正在研究载人级月球着陆器概念。在11月举行的两次会议上,NASA提出其载人级月球着陆器可能是三级飞行器,每一级可采用不同类型的运载火箭发射。
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一NASA提出的三级载人级月球着陆器概念在11月14日举行的月球探测分析小组(LEAG)会议上,NASA先进探索系统部的负责人杰森?克鲁森表示,NASA正在评估过去的研究,以确定设计载人级月球着陆器的最佳方案。
NASA提出的三级方案包括一个转移级(或拖船)、上升舱和下降级,转移级将把着陆器的另外两级从“门廊”转移到更接近月球表面的轨道,这样可减少着陆器必须携带的燃料量,从而减小着陆器体积。每个单级质量在12~15吨,可以采用多种类型的运载火箭发射;也可以采用“航天发射系统”(SLS)以“拼车”的方式发射,以增加国际合作机会。
载人级月球着陆器可以有多种构型,包括单级、两级和三级构型选择,NASA目前更偏重于三级构型方案,将在年底征求工业界对着陆器构型研究的建议。
二载人级月球着陆器不同构型的优缺点单级方案:缺点是着陆器的质量超过50吨,超出了“航天发射系统”的运载能力。
两级方案:带有上升舱和下降级的两级方案更具可行性,但是,下降级的质量依旧很大,估计在32~38吨之间,大到无法采用未来10年可用的商业运载火箭发射。
三级方案:NASA负责战略和计划的副局长汤姆?克雷明11月15日在NASA总部召开的国家航天委员会用户咨询小组会议上表示,NASA的三级方案分散了着陆器的开发成本,使NASA可以依靠商业部门提供下降级,NASA可将更多精力放在上升舱和载人级需求的研究上;同时,上升舱和转移级可设计为可重复使用;由于单级质量较小,可以利用商业运载火箭发射,为NASA“重返月球”提供更多便利。
但NASA三级方案与某些工业概念背道而驰。今年10月,洛克希德?马丁公司发布了一款载人级月球着陆器概念,该着陆器将是一种大型单级飞行器。当燃料充足时,着陆器重量为62吨,无燃料时只有22吨。洛克希德?马丁公司建议在“门廊”附近的燃料补给站为着陆器补充燃料,最终能够使用从月球水冰中获取的推进剂作为燃料。
洛克希德?马丁公司的单级载人级月球着陆器概念
三小结载人级月球着陆器工作是NASA到达月球表面的三种平行策略之一,另外两个是:“商业月球有效载荷服务”(CLPS)计划(NASA将购买商业月球着陆器的有效载荷空间);用于科学任务的中型月球着陆器(能够向月球表面运送~千克的有效载荷),该着陆器将具有额外的能力,比如直接对地通信、在月面上停留几个月的时间,以及有能力运送小型巡视器并在月面为其充电等,NASA计划在年发射首个中型月球着陆器。
NASA载人级月球着陆器的工作将获得“先进地月空间和表面能力”预算项目的支持,该预算项目在财年的预算提案中申请1.亿美元的资金。目前,国会尚未通过最终的NASA财年拨款法案。NASA希望能在年之前,作为一个独立的机器人任务,测试载人级月球着陆器的下降级。最终,NASA三级载人级月球着陆器的研制要基于NASA年及以后能得到的经费情况。(中国航天系统科学与工程研究院李虹琳)
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