如果不出意外,美国新一代登月火箭将于美国东部时间8月29日搭载“猎户座”飞船升空,执行无人绕月飞行测试任务。

新一代登月火箭“新”在何处?曾经创下人类登月辉煌历史的美国,为何要重返月球?解放日报·上观新闻记者采访了上海市宇航学会资深航天科普专家、上海宇航系统工程研究所陶建中研究员。

【 “与‘土星五号’相比,新火箭没有什么特别大的进步”】

此次启用的美国新一代登月火箭“太空发射系统”,耗资约200亿美元,后续还将用于火星登陆等载人航天深空探索任务。

“太空发射系统”是一个两级火箭,既有“上面级”,还有一个逃逸塔。所谓上面级,是多级火箭以上的部分,位于运载火箭和航天器之间,可多次启动点火,将一个或多个载荷送入指定轨道,被称为“太空巴士”或“太空摆渡车”。

“太空发射系统”有三个型号,分别是SLS1、SLS1B和SLS2。近地轨道运载能力是一个衡量火箭的重要指标,此次用于发射的SLS1近地轨道运载能力达到70吨,深空运载能力27吨。SLS1B和SLS2的近地轨道运载能力分别是105吨和130吨,与我国正在研制的重型运载火箭长征九号相当。

“‘太空发射系统’与‘土星五号’的推力相当,从功能上看,没有什么特别大的进步。”陶建中说。“土星五号”是美国迄今最庞大的月球探测计划“阿波罗计划”所使用的火箭,其起飞推力为4000多吨。“土星五号”堪称航天史上最成功的重型火箭,从论证到首飞只花了6年时间。

重型火箭首飞的风险很大,除了自身技术要过硬,还要经受自然气象条件的考验。“太空发射系统”第一个发射窗口将于美国东部时间8月29日8时33分(北京时间20时33分)开启,持续2小时。如果错过这一发射窗口,第二个和第三个发射窗口将于美国东部时间9月2日12时48分和9月5日17时12分开启,分别持续2小时和1小时30分。

如果此次火箭发射顺利,“猎户座”飞船将于10月10日返回地球。“猎户座”飞船此行搭载了3个宇航员的人体模型,为后续载人飞行积累数据和经验。

【“阿波罗计划”实现6次载人登月,其中3次使用了月球车】

美国重返月球的计划被命名为“阿耳忒弥斯计划”。在希腊神话中,作为月亮女神的“阿耳忒弥斯”,是太阳神“阿波罗”的孪生姐妹。这一命名还寓意了将实现首名女性宇航员登月。

说到“阿耳忒弥斯计划”,有必要回顾一下“阿波罗计划”。

1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人。这深深地刺激了美国。在此之前的1957年,苏联还先于美国两个月,研制发射了人类第一颗人造卫星。不甘心在太空竞赛中接连失败的美国,启动了“阿波罗登月计划”。这一计划始于1961年5月,至1972年12月结束,历时11年,耗资255亿美元。1969年7月16日,“土星5号”运载火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪航天中心升空,开始了人类首次登月的征程。美国宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗,成为第一个踏上月球的人。

从阿波罗11号到17号,除了阿波罗13号接近月球时发生储氧管爆炸,不得不进入返回轨道,“阿波罗计划”实现6次载人登月,其中3次使用了月球车,并从月球带回累计381千克的土壤和岩石。

美国载人登月占得先机后,错失创造历史机遇的苏联又连续4次遭遇大型火箭发射失败,从此对载人登月意兴阑珊。“而没有了有力竞争对手的美国,在多次登月之后,觉得总是重复自己也没有多大意思,于是结束了‘阿波罗计划’。”陶建中说。

【“此次美国重返月球,意在开发利用月球资源”】

在奥巴马任总统期间,美国的航天体制做了调整,低轨道发射和国际空间站的运营由民营企业来“承包”,而美国国家航空航天局(NASA)主要负责深空探测。

沉寂了一段时间后,直到本世纪,月球再次“热闹”起来。日本、印度、欧盟和中国都制定了探月计划,而美国也打算重返月球。

“此次美国重返月球,意在开发利用月球资源。”陶建中介绍,太阳聚变时会产生大量氦原子和同位素气体,即氦-3。当太阳风刮到地球,会被地球磁场及大气层挡住,因此地球上氦-3的储量并不多,而月球没有空气遮挡太阳风,积累了大量氦-3,这是很好的核聚变原料。此外,月球上还有其他丰富的矿藏,可以在月球上建设基地,制造航天器,从而成为去火星的跳板。

“尽管美国2011年就开始谋划重返月球的方案,但相比阿波罗计划节奏慢了许多,本来最早计划2024年实现载人登月,之后不断地延迟计划并追加预算,至今已经耗资370亿美元。”陶建中说。如果美国此次无人绕月飞行顺利,接下来将有步骤地实现载人绕月和载人登月。

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