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标题: 人类或将重返月球这次载人登月的选址有何讲究？ [打印本页]

作者: 伏潭龙 时间: 2022-11-22 19:58
标题: 人类或将重返月球这次载人登月的选址有何讲究？
阿尔忒弥斯操持在月球南极着陆的缘故起因有三：起首月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑，这些陨石坑底部有大概存在水冰；其次，月球南极能够被阳光照射到的高地可以一连获得太阳光的照射，不会被长时间的月夜困扰；末了，由于一连光照，该地区的温度变革不大，这可以大大地低落研发载人登月技能办法的难度。
现在，间隔人类末了一次从月球上离开，已已往了50年，人类再也没有去过月球。2004年，美国当局在其新的空间探索操持中提出重返月球，并以此为跳板实施载人登陆火星操持，宣告了其重返月球操持的再次启动。2017年， NASA正式启动了阿尔忒弥斯(Artemis)操持，该操持旨在于2024年实现人类重返月球。
而近来备受关注的“太空发射系统”(SLS)重型火箭则是美国重返月球操持的关键一步。
月球南极登陆，有优点也有不利因素
与阿波罗操持不同，阿尔忒弥斯操持在月球的南极着陆。近期，NASA公布了13个月球南极附近的预选着陆区。之所以选择南极，重要有3个缘故起因。
第一，在月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑。经过雷达回波探测，科学家判定在这些陨石坑底部有大概存在水冰。如果科学家的推断被证明，这些水冰不但可以支持未来人类月球基地对用水的需求，还可以通过电解水提取氢气和氧气，为火箭发动机提供燃料。要知道，从月球上生产燃料为飞船加注，比将这些燃料从地球上带已往要便宜得多，如许可以大大低落人类探索深空的本钱。
第二，月球南极能够被阳光照射到的高地，可以一连获得太阳光的照射，每年的一连光照时间乃至可达10个月，不存在月球低纬度地区长达14个地球日的月夜。
第三，由于一连光照，该地区的温度变革不大，不像在月球低纬度地区，昼夜温差会凌驾250摄氏度。这可以大大地低落研发载人登月技能办法，如生命保障系统、航天服设计等的技能难度。
只管如此，降落在月球南极，并在那边建立人类科研和生存基地，也存在着很多不利的因素。起首，那边没有平展的月海，多高山峡谷，降落起飞都会非常困难，因此对着陆时机的要求很高，一旦错过原定着陆点，下一次着陆能找到另一块平展的备选着陆点的大概性很小。其次，高地上平展的活动空间不多，也不利于载人月球车的移动。此外，生存有水冰的永久黑暗陨石坑底部见不到阳光，因此探测水冰的探测器和挖掘呆板的能源供给必须由位于高地的基地供给，因此基地到坑底的能源输送需要额外的基础办法，必须事先建立好，才气进入水冰的提取和燃料生产阶段。
一旦克服严寒月夜，月海或更适合建立基地
相比之下，如果将载人登月和以后基地建立的所在选择在月球北纬、中纬度等靠近零度经线的月海中，除了没有南极那样的水冰、月夜能源需求高和昼夜温差大以外，其他方面都是优点。比如，月海中地势平展，非常适合飞船的起飞和降落，也方便载人月球车的长间隔驾驶，扩大了职员活动的范围。此外，月海的月壤中有大量的氧化物，通过还原法也可以提炼出液氧燃料，只是复杂度比从水中提取要高，要斲丧更多的能源。而且在不远的未来，一旦相干技能成熟，还可以从月海的月壤中提取核聚变燃料氦-3。
在中纬度的月海中着陆，最大的困难是要克服长达14个地球日的严寒月夜。不外，现在有很多相干研究工作正在展开，为解决月夜标题提供可行的方案。比如在月日高温时，将月球外貌大量的热能存储下来，在月夜期间慢慢释放；还有利用月壤中的硅当场建造大面积、高灵敏度的太阳能帆板，使其在月夜期间，也可以利用地球对太阳光的反射光，产生肯定量的电能；再有就是在月球轨道上布局带有太阳能反射镜的月球卫星，将太阳光反射到基地的大面积太阳能帆板上举行发电。当然，如果小型安全的核能发电站能够尽快突破其关键技能，就可以更容易地解决中纬度月球基地的月夜能源需求标题。
至于宇航员的生存用水，好像并不是很大的标题。由于根据地球轨道空间站发展出来的循环利用技能，水的循环利用率可以到达约90%，再加上埠孟从地球向月球举行少量的水补给，宇航员的生存用水是可以得到满意的。
综上所述，除了NASA正在关注的月球南极着陆方案，在月球北纬、中纬度地区的月海中建立载人登月基地，也已受到越来越多相干机构的关注，并已开始布局多项研究。
伴随着各项登月操持的实施，人类在近期重返月球的目的肯定会成为现实。作为中华民族伟大复兴征程中必不可少的一项举措，也是我国载人航天操持发展的一定选择，伴随着中国地球轨道空间站使命建立的完成并进入应用阶段，中国也开始论证下一阶段的载人航天使命，其中一个重要的目的就是载人登月。中国人登上月球的梦想也会在不远的未来变为现实。
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技能创新低落本钱推动载人登月操持“回归”
为什么人类在阿波罗操持之后，就再也没有登上过月球呢？其实，最重要的标题是经费标题。在美苏“太空争霸”的年代，美国当局由于政治缘故起因，在阿波罗操持中投入了大量的经费，最高峰的时候，当局预算的6.5%都投到了阿波罗操持中。但是在那之后，政治上的需求就不再那么紧急，继续登月的政治意义大大低落，美国当局也就不会再拿出那么多钱投入到太空探索的项目中了。
人们不禁要问，以上世纪60年代的技能能力大概人类登月需要耗费巨额经费，现在的技能已经比其时先进了不知多少倍，还需要耗费那么多钱吗？这就要说一下当局航天使命的特点了。当局航天使命由于花的是纳税人的钱，所以总是要确保安若泰山，特殊是载人航天使命，更是不能出半点儿差错。只管这么多年已往了，但当局航天使命的这个特点一直没变。因此，虽然技能进步了，但是使命的本钱并没有减少，乃至比之前还要更高了。这就是为什么50年已往了，人类一直没有再次回到月球上去。乃至其时阿波罗登月用的，人类迄今为止推力最大的火箭——土星5号，都已经不复存在了。
但是，近年来这种情况有所改变。一方面，商业航天逐渐兴起，由于经费来源不同以及市场的推动作用，人类进入太空的本钱通过技能创新和回收复用技能的发展一降再降，现在已经降到了当局航天本钱的1/10；另一方面，欧洲、日本、中国和印度等都纷纷启动了经费体量适中的月球探测操持。特殊是中国的“嫦娥工程”一连乐成实施数次，其中有3次乐成着陆，还有1次乐成地将月球样品带回了地球，这些操持在不同程度上都打破了上世纪六七十年代美国和苏联对月球探测的把持，“太空角逐”的压力也迫使各国加快推动相干技能的试验与研发，间接推动了载人登月操持的实施。
(作者系中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心原主任)
来源：科技日报

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