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重型运载火箭本质上是把3个,合一的深空探测器

发布时间:2019-10-13 21:02编辑:航天科学浏览(56)

    [据spacenews网站2015年9月21日报道]NASA设计用于研究月球极区水冰的“资源勘探者”巡视器原型机在8月通过了一系列地面测试。NASA团队将“资源勘探者”巡视器的原型机称为RP15,其在约翰逊航天中心被称为“岩石场”的测试点进行了步速测试,测试RP15在月球表面运行所需的相关技术。该测试成功验证了巡视器的一些关键技术,包括其在地面钻孔并采集样品的能力;也测试了分布式操作,即在艾姆斯研究中心的团队控制在约翰逊航天中心的巡视器。

    [据spacenews网站2017年10月17日报道] 当NASA提出“重返月球”新政时,开发月球着陆器和相关基础设施的公司正在寻求发挥作用。在月球探索分析组年度会议和随后的“重返月球”研讨会上,四家公司提出开发机器人月球着陆器的计划,以便在新政的支持下服务于商业和政府月球表面任务。

    [据upi网站2018年1月1日报道] 2018年,航天领域预计将带来各种令人兴奋的发展,下面是9个非常值得关注的进展:

    7月22日下午5时13分,印度从萨迪什·达万航天中心使用GSLV MK III型火箭发射月船二号(Chandrayaan-2)月球探测器,月船二号探测器最初曾打算2012-2013年发射,由于种种原因推迟到2019年。即使如此,作为印度的第一个月球着陆器,这次任务仍有不少可圈可点的亮点。

    NASA计划在2015年末完成“资源勘探者”巡视器的建造和测试。约翰逊航天中心负责建造巡视器的硬件,艾姆斯研究中心负责开发软件,该软件以“月球大气与尘埃环境探测器”曾用过的软件为基础进行研发。

    蓝源公司推出“蓝色月球”计划,其开发的月球着陆器能够在月球表面着陆5吨货物。该公司在10月12日“重返月球”研讨会上表示,非常期待与NASA一起合作。蓝源公司建议“蓝色月球”计划可用于NASA的“资源勘探者”月球巡视器任务,这是一个几百公斤重的探测器,计划2020年代早期发射。NASA一直在为该巡视器寻找国际合作伙伴,现在看来,公-私合作伙伴关系可能更容易实现。蓝源公司可在接下来的五年为“资源勘探者”巡视器提供月球表面运输能力。

    1.世界最强大的运载火箭

    印度开创绕落巡模式

    “资源勘探者”目前的计划是在2020年采用SpaceX公司的“猎鹰”9运载火箭发射。探测器在月球表面极区附近着陆,采用“可压扁衬垫”着陆系统替换了所需的着陆腿,使巡视器更容易从着陆器上驶出,行驶在月球表面。巡视器将携带中子光谱仪探测沉积在月球表面下的水冰。太阳能驱动的巡视器也可能短暂进入最可能在表面沉积水冰的月球坑永久阴影区开展探测,并钻取样品,然后返回阳光区域分析样品。“资源勘探者”巡视器的任务周期为2周。

    其他三家公司——太空机器人公司、Masten航天系统公司和月球快车公司已经通过“月球催化剂”计划与NASA开展合作。这些公司正在开发月球着陆器。太空机器人公司计划在2019年发射其第一个“佩里格林”着陆器任务,月球快车公司预计2018年发射MX-1E着陆器,Masten航天系统公司正在开发XL-1着陆器,准备于2020年末发射。

    SpaceX公司计划在2018年1月进行“猎鹰”重型运载火箭的试飞。

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    “资源勘探者”巡视器预计成本不超过2.5亿美元,不包括发射费用。该巡视器,包括RP15原型机的研制由NASA先进探索系统计划办公室提供资金支持。该任务有可能采取国际合作或者商业合作的模式来提供着陆器。首要的选择就是与JAXA合作,因为JAXA正在计划月球着陆器任务。NASA和JAXA讨论“资源勘探者”潜在合作意向已经有一年半的时间了,包括撰写NASA巡视器如何放入JAXA着陆器中的相关报告。这个选择有一个问题,就是着陆器不是为2020年任务准备的,因为JAXA直到2019年才打算试飞小型着陆器原型机。还有3家美国私营公司——太空机器人技术公司、麦士登太空系统公司、月球快车公司正在为NASA开发商业月球着陆器。太空机器人技术公司和月球快车公司开发的月球着陆器延迟到2017年末才能完成。

    NASA官员表示,已经基于今年早些时候发布的需求信息,开始征集月球表面有效载荷运输服务的征求提案,年底前会推出正式的需求提案。然而,在研讨会上的另一次小组讨论中,前白宫幕僚提出,过于依赖私营企业,可能不利于NASA的“重返月球”计划,国会还没有做好准备把私营公司放在空间探索的关键道路上。(中国航天系统科学与工程研究院 李虹琳)

    “猎鹰”重型运载火箭本质上是把3个“猎鹰”9的核芯级捆绑在一起,3个火箭发动机可产生500万磅的推力。“猎鹰”重型运载火箭有效载荷运送能力比“德尔塔”IV重型运载火箭提高2倍多,而成本只有三分之一。在2017年通过了各种测试后,火箭终于做好了首航的准备。最终,“猎鹰”重型运载火箭将在地球和火星之间运送宇航员和货物。

    印度月船二号探测器在人类无人深空探测中首创“绕落巡”一体设计,还在我国的火星探测器之前。人类最初的深空探测器是飞掠而过的飞掠器,即使现在也有新视野号探测器这样的飞掠器,随后发展出环绕行星和卫星的轨道器,然后又出现了软着陆的着陆器,再进一步发展出地外天体表面行走的巡视器,也就是各种月球车和火星车。工程师们还将各种方式结合使用,比如月球车或火星车肯定需要搭配一个着陆器负责下降着陆,也就是“落巡”合一,美国水手系列探测器则是轨道器加着陆器的设计,也就是“绕落”合一,但“绕落巡”合一的深空探测器,在人类深空探测史上还是第一次。

    NASA必需在2016年6月确定最终的合作伙伴,以便支持2020年秋的发射。(中国航天系统科学与工程研究院李虹琳)

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    2.美国重新开始载人航天飞行

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    2011年宇航员最后一次从美国本土发射升空。从那时起,所有前往空间站的旅行都是由从哈萨克斯坦发射的俄罗斯运载火箭执行的。NASA希望2018年在商业航天公司,如波音公司和SpaceX公司的帮助下,重新执行载人航天飞行。

    “绕落巡”探测器在设计上比较复杂,但这并不意味着探测器技术水平很高,而只是前人没有做过。如果要类比的话,类似于我国嫦娥四号首次在月球背面软着陆,月球背面着陆并非美苏技术上力所不及,美国当年就曾有月球L2轨道放置中继星支持载人登陆月球背面的计划,只不过由于种种原因没有成行。印度月船二号开创“绕落巡”探测模式的含金量更要等而下之,美国阿波罗15、16和17号载人登月任务中都携带了月球车,加上登月舱和月球轨道上的阿波罗飞船,也是“绕落巡”任务,但无论是美国、苏联/俄罗斯还是欧空局或是日本航天,都没有发射过“绕落巡”的无人探测器。

    SpaceX公司希望在2018年夏天使用“猎鹰”9运载火箭发射载人“龙”飞船,而波音公司的目标是在2018年11月使用联合发射联盟的“宇宙神”V运载火箭发射“星际线”飞船。2017年,两家公司都推出了供乘客穿着的宇航服,也各自通过了一系列工艺试验。但仍需开展更多的测试和安全评估,这有可能将美国的载人发射推迟到2019年。

    即使如此,无人探测器首创“绕落巡”还是值得印度人开心一下的。另外它在2019年7月发射升空,发射时间抢在我国更晚立项,但同样是“绕落巡”方案的火星探测器之前,避免印度航天“起了个大早,赶了个晚集”的尴尬。

    3.重返月球

    印度大火箭再显身手

    自从1972年“阿波罗”17号登月任务结束以来,人类就没有离开过近地轨道。虽然NASA在2018年没有月球任务,但SpaceX公司希望在2018年送一对游客环绕月球轨道飞行。太空游客将乘坐由“猎鹰”重型运载火箭发射的“龙”2号太空舱飞行。

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