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送人登火星
NASA推出三步走规划
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北京卫星制造厂魏茂岭
按照10月8日发布的题为《NASA的火星之旅:开拓空间探测下一步》的报告,NASA要首先在低地轨道和月球附近的地月空间“试验场”积累载人航天飞行经验和专长,最终在30年代送人登上火星。NASA-段时间以来一直在研究这一分三步走的火星载人探测路线。在报告发布仪式上,该局主管载人探测与运行的副局长格斯顿梅尔称,这一战略规划描绘了一条通往远期目标的路线,同时又能带来近期效益,并形成一个能适应预算变化、政治重点、新科学发现、技术突破和伙伴关系演变的弹性架构。NASA局长博尔登称,NASA眼下比以往任何时候距离送美国宇航员前往火星这一目标都更近了。
规划中的第一步已在进行,报告称之为“依赖地球”阶段。NASA及其国际伙伴的宇航员自2000年11月以来一直在不间断地按大概6个月的轮换周期在国际空间站上生活。他们所获得的经验正在帮助研究和任务规划人员更好地认识航天飞行对生理和心理的影响。此外,该站还使NASA及其伙伴方得以开发和试验生命保障和天地通信等领域的关键技术。
国际空间站运行在距地面仅400千米的轨道上,可定期由货运飞船进行物资补给,人员在需要时可在数小时内撤回地面。飞往火星的宇航员则必须有高得多的独立性,而这也就是规划中的第二步要解决的问题。这一步称为“试验场”阶段。NASA拟通过在未来大约10年的时间里在月球附近开展一系列任务来获取深空飞行经验,其中一个项目是“小行星转向任务”(ARM)。在这项任务下,一个无人探测器将从一颗近地小行星上提取一块巨砾,并将其拖至月球轨道,以便能在随后派宇航员前去造访。该探测器将采用先进的太阳能电推进系统,而该系统被NASA视为向火星运送大型有效载荷所需的一项关键技术。该局官员希望能在2025年之前首次派人前去探访上述巨砾,届时将采用已在研制的“猎户座”载人飞船和“航天发射系统”(SLS)巨型火箭。
“猎户座”飞船已在2014年12月利用德尔它4火箭开展了首次不载人试飞。该飞船和SLS火箭拟在2018年首次一同上天,开展一次为期7天的不载人绕月飞行。这对箭船组合的首次载人飞行原定2021年8月进行,但NASA9月份在对由洛马公司承包的飞船项目进行了一次重大评审后表示这次飞行很可能将推到2023年初。
报告称,NASA还打算在地月空间试验场试验一种深空居住系统,包括在20年代初进行短期飞行和在随后进行更长时间的飞行。报告说,一个模块化的增压空间将使乘“猎户座”飞船抵达的机组人员停留更长的时间;这一地月空间初始居住能力将验证人员长时间飞往火星途中所必需的全部各项能力和应对措施。
规划中的第三步称为“不依赖地球”阶段,将利用前两步的成果把人员送到火星附近,比如进入火星低轨道或登上火星的一颗卫星,并最终踏上火星表面。报告称,送人登火星这一大胆目标的实现要依靠国际合作、在空间站和试验场载人飞行任务中获取的知识与专长以及无人火星探测器采集的全部数据。NASA目前在火星上有两辆仍在工作的漫游车,即机遇号和好奇号,在火星轨道上还有3个仍在工作的轨道器,即“火星奥德赛”、“火星侦察轨道器”(MRO)和“火星大气与挥发物演化”(MAVEN)。印度和欧洲也各有一个火星轨道器在运行,分别称为“火星船”和“火星快车”。这些探测器已经传回了有益于载人探测火星的信息。例如,从事“火星侦察轨道器”数据分析工作的科学家9月底宣布,火星某些斜坡上的季节性深暗条纹是由液态水引起的。
还有一些无人火星探测项目已在进行之中。NASA拟在2016年发射称为“见识”的一个着陆器,以对火星内部开展探测,并拟在2020年再发射一辆能力很强的漫游车。称为“火星”2020的这辆漫游车将寻找火星过往曾存在生命的迹象,收藏供未来送回地球的样品,并执行其它一些任务。它还将配备一台可利用火星大气中的二氧化碳来制取氧的技术验证设备。新报告称,无人科学探路任务将一直持续到进入下个年代后的很长时间,以实现重点科学目标,并为未来载人探测火星做准备。报告说,“火星”2020之后的无人探测任务目前处于方案制订阶段,将针对一些关键性的探测问题,比如研究火星卫星复杂的引力环境,确定具有科学价值的资源与区域,认识空间辐射的影响,鉴定进入、下降与着陆(EDL)技术和研究表层土壤力学及尘埃。
NASA火星探测计划主管沃特金10月5日在一次会议上称,该局拟在20年代发射的一个火星轨道器可能会配备抓取并存放采自火星表面的样品以送回地球所需的机构。这项技术对于NASA要开展的火星样品回送工作至关重要。该轨道器将是继“火星”2020漫游车之后NASA的又一项战略性火星探测任务。沃特金今年早些时间首次公开提及该轨道器,当时称其将主要用于通
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