未来火星大本营的相关细节被披露

摘要: 在NASA可以实现他们提议的“火星之旅”(Journey to Mars),使宇航员能在历史上第一次踏足这颗红色星球之前,得先解决一些有关逻辑与技术方面的问题。

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未来火星大本营的相关细节

在NASA可以实现他们提议的“火星之旅”(Journey to Mars),使宇航员能在历史上第一次踏足这颗红色星球之前,得先解决一些有关逻辑与技术方面的问题。除了一个运载工具(太空发射系统,Space Launch System),一个乘员舱(猎户座多用途乘员舱,Orion Multi-Purpose Crew Vehicle),和一个月球之外的太空站(深空门户,Deep Space Gateway)之外,宇航员们还需要一个围绕火星轨道运行的太空基地。

 

为了建造这个基地,NASA找到了已经有长久合作关系的洛克希德·马丁公司。并且在9月28日,在澳大利亚阿德莱德举办的国际宇航大会(International Astronautical Congress, IAC)上,洛克希德·马丁公司披露了一些关于该基地(火星大本营,Mars Base Camp)的新细节。当NASA计划的火星之旅任务在本世纪30年代正式开始后,这将会成为宇航员们研究火星表面的大本营。


本次公布的细节包括了这个提出的基地将如何与火星任务的其他关键部分相对接,这些细节也是洛克希德·马丁公司正在与NASA合作的部分,包括位于月球绕地轨道内侧的深空门户太空站,和一个火星着陆器——可重复利用的,单级推进飞行器。


洛克希德·马丁公司的火星大本营概念图。

Credit: Lockheed Martin


与NASA的太空发射系统火箭和猎户座太空飞船一样,这些关键基础部件不仅能支持一趟火星任务,而可支持多趟。正如洛克希德·马丁公司商业民用航天部的副主席与总经理丽莎·卡拉翰(Lisa Callahan)在IAC上所说:“将人类送上火星一直以来只是在科幻小说中出现的情节,但是今天我们有能力将其付诸现实。我们与NASA一起合作,现在视觉杠杆硬件正在研发和生产中。并且,我们很自豪地看到”猎户座“系统已开机并且完成了准备工作阶段的测试。”

 

总的来说,该轨道基地的目的是非常简单的。它基本上就是一个前哨,宇航员们离开地球后会被“深空门户”太空站送去的地方。从这个基地中,宇航员们可以对火星大气层进行实时的科学研究,并准备好未来前往火星表面的计划。

 

洛克希德·马丁公司在其官方网站上宣布,火星大本营的主要部件会被分开发射。一些部件会被提前发射往绕火星轨道,而另一些部件会提前先在月球绕地轨道内的空间中被组装好,然后再发射往火星。最终,6名宇航员会乘坐“猎户座”太空飞船——火星大本营的核心行星际飞船——前往火星轨道,并在那组装所有的部件。


洛克希德·马丁公司提出的火星着陆器方案艺术想象图。

Credit: Lockheed Martin

 

这还只是“火星之旅”计划的第一阶段。还有第二和第三阶段,被分别称作“演习场”和“独立地球”阶段。第二阶段会有一系列的任务来测试太空发射系统,“猎户座”航天飞机,和深空基地,并且还会有在月球绕地轨道内空间的多乘员任务,如太空漫步。

 

第三阶段则包含进入火星大气,下降,着陆等技术的测试和完善,同时还会测试实地资源利用技术。当这些都完成后,在第三阶段的最后将会开始真正前往火星轨道的载人航天任务,和后期的着陆任务等。第一阶段中的火星大本营的目的是延长宇航员在火星轨道之中的任务时间,这将使得宇航员获得在远离地球和其保护性磁场的空间内进行长期操作的重要经验。然后着陆器将会到达火星大本营,宇航员通过其便能进行接下来的着陆和后续任务。着陆器将通过超声波反推进技术降落在火星表面。

 

该着陆器,使用“猎户座”航空电子系统作为控制台,将以液氢/液氧推进剂作为燃料。每一次任务都将为期约两周时间,并且由4名宇航员在火星表面进行研究并采集样本。然后他们将再次乘坐着陆器带着样本返回火星大本营,在那着陆器将被重新加满燃料并存放起来,准备用以下一次任务。


栖息地中一个模组的艺术想象图。

Credit: Lockheed Martin

 

因为着陆器的燃料可以以水为原料来生产,所以很有可能火星地下水冰资源也会为这些着陆任务中带来帮助。如果将必需的设备带至火星表面的话,宇航员们甚至可以在火星表面就获取着陆器燃料。因此,定位地下水冰资源成为NASA与SpaceX未来任务的主要重点也是可以理解的了。

 

像上面提到的那样,火星大本营与整个“火星之旅”任务其他的部分都是相对接的,包括“深空门户”。NASA早与洛克希德·马丁公司签订合同让其研发该太空站。今年夏天,NASA也与洛克希德·马丁公司签订第二阶段的合同,让他们从国际空间站的经验中学习,设计火星轨道栖息地——火星大本营。

 

这个合同是作为NASA在2014年发布的下一代太空探索技术合作关系项目(Next Space Technologies for Exploration Partnership, NextSTEP)的一部分签约的。在2016年4月,在该项目的第二代(NextSTEP-2)期间,NASA选取了6家美国本土公司来建造该深空栖息地实际尺寸的概念原型。

 

最终,“深空门户”与火星大本营将能够使其他系统在发射往火星之前先在月球绕地轨道内空间中进行研发与测试。“深空门户”同时也能让宇航员在月球轨道中生活长达数月的时间,并开展关于月球的研究工作。这将在他们开始与火星间运输过程中派上用场。

 

NASA的“火星之旅”。

NASA正在研发能够使人们在2025年到达一颗小行星,并在2030年到达火星的设备。

Credit: NASA/JPL

 

从2010年NASA第一次公布其关于“火星之旅”计划的提案后,科学家,太空爱好者,以及普通大众都一直在期待着更多关键细节的披露。因为这样复杂的一个任务有着很多关键的技术难题,NASA会如何克服它们也一直以来都是人们关注的焦点。除了技术难题外,人们还关注着这项任务的时间规划,和将被使用的交通工具,系统,和技术等。

 

最近这场IAC上的公布只是近几个月来NASA与其合作伙伴的众多公布中的一场。随着“火星之旅”计划的慢慢推进,越来越多的细节正在变得清晰起来,最终任务会是什么样子也在逐渐成型。正如洛克希德·马丁公司在官方网页上写的:“自从40多年前第一艘维京号火星探测器着陆,人类就一直被这颗红色星球而吸引着。洛克希德·马丁公司为NASA建造了第一艘火星探测器,并从那时起,就一直是NASA火星任务中的一部分。我们已经准备好更快地实现未来了。火星比你想象的要更近。我们已经准备好了加速推进这趟旅程的实现。”


作者:Matt Williams

翻译:陆寅枫

校译:陈艳玲

责任编辑:解仁江

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火星大本营入轨的艺术家想象图封面图)

Credit: Lockheed Martin

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