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重返月球再添变数,SpaceX星舰从短途摆渡变成深空长途大巴

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原定于3月6日窗口发射的阿尔忒弥斯2号任务因技术故障,已经竖立在发射台上的SLS(NASA开发的空间发射系统)被拆卸运回了组装车间。最新的消息是4月1日发射,让我们期待。



2号任务的核心,是将4名宇航员通过新开发的猎户座飞船送往月球轨道转几圈,但不登月。之前同款飞船已经放空到月球转了几圈回来,验证了其技术安全可靠性,这次就是验证载人的安全可靠性,为3号任务正式将人送上月球表面的最后演练。

就在2号任务发射尚未完成之际,NASA又突然发布了对后续任务重大调整的公告,决定3号任务不登月了,4号任务才实施载人登月首秀。这是怎么回事呢?原来埃尔忒米斯任务的载人登月首秀,接驳宇航员登上月面再返回整个过程,只有星舰HLS一个选项,没有备份,不容试错,由此NASA不放心,认为必须来一次”真的“。

HLS是埃尔忒米斯任务中月球着陆器的英文缩写,NASA已确定采用两种全新的HLS,即SpaceX星舰HLS与蓝色起源的蓝月号HLS。而执行3、4号任务的就是星舰HLS(后面简称星舰),由此星舰在任务中尤为重要。



NASA认为星舰作为接驳飞船到月面往返的摆渡车,没有通过载人验证这个风险还是太大了,必须补上这一课。由此,3号任务就由首次载人登月改为在近地轨道进行船舰对接的宇航员转移彩排了。

这些年,马斯克的SpaceX星舰被炒得沸沸扬扬,从隔三岔五发生爆炸,到越来越成熟,现在已经能够在地球轨道翱翔。这些事件常上热搜,因此早被人们熟知。马斯克常发宏论,造星舰就是为了将人类送上火星,因此,人们就更多将星舰与火星相联系,而其将成为埃尔忒米斯任务登陆月球首战的摆渡车,却更少人知道。

开始的计划是,载有4名宇航员的猎户座飞船搭载SLS到达LEO(地球近地轨道)后,自行飞抵NRHO(月球晕轨道),与提前到达那里等候的星舰对接,2名宇航员转移至星舰中,降落到月球南极,完成7天月面考察工作任务后,再乘坐星舰返回NRHO,与猎户座对接,宇航员转移回到猎户座,猎户座再将宇航员送回地球。



新的计划是3号不登月了,改为宇航员转移彩排,而4号任务猎户座不再去NRHO了,只将宇航员送到LEO,宇航员转移到星舰里,由星舰直接长途奔向月球,并在月面降落,确保宇航员们在月面活动的7天生命支持,任务完成后再将宇航员送回LEO,转移到猎户座飞船回到地球。

3号任务改为彩排,让宇航员们在LEO转移到星舰,再次测试星舰的生命支持系统和适应性,这一点是可以理解的。4号任务大大加重了星舰的戏份,让星舰从过去只当”摆渡车“大跨度升级为”长途大巴“,这个变化有点颠覆性。

后续埃尔忒米斯任务的时间节点是:2027年完成3号任务,2028年实施载人登月。为了满足任务要求,在未来几年里,星舰的试验速度必须大大加快,在承接3号任务~LEO宇航员转移彩排前就必须完成如下任务:



1、SpaceX星舰必须完全验证其发射进入LEO的安全可靠性,并且在2026年完成双星舰在轨道交会对接,检验燃料传输、星舰间液氧/甲烷安全、高效、大规模转移,验证低温密封、快速断接、微重力流体管理。

2、要将星舰进行适应HLS专用性改装与认证,比如结构减重,将地球再入的隔热罩、气动翼面去除,提升月球往返能力;加装与猎户座兼容的对接装置和高精度月面导航与避障系统;配置符合宇航员在月面7天的生命支持系统,以及防辐射和舱外活动接口等;适配能满足月球着陆起飞以及轨道机动的猛禽发动机。最终,这些改装都要经过NASA审查和安全认证。

3、完成星舰HLS无人登月测试,整个流程包括:LEO 加注 → 地月转移 → 月面软着陆 → 月面起飞 → 返回月球轨道→返回LEO,整个过程的着陆精度、起飞可靠性、轨道机动、通信链路等,必须经过NASA最终认证。



实际上,在执行3号任务前,星舰HLS就已经完成了登陆月面,并且返回的任务,只是没有载人而已。而3号任务最核心认证,就是验证宇航员从飞船到星舰HLS转移与驻留的适应性和安全性。

3号任务将在2027年下半年完成,届时,星舰HLS会被提前发射进入LEO,完成轨道加注燃料后驻留等候;之后,在适合窗口,SLS发射升空,将搭载着4位宇航员的猎户座飞船送到LEO,与等候在那里的星舰HLS对接。

完成对接后,宇航员从猎户座转移到星舰内部,并在里面驻留一定时间,全面测试HLS的生命支持系统、气闸舱功能以及新型Axiom宇航服在真空环境下的操作性,模拟4号任务登月过程的各种操作,被视为4号任务登陆月表的最后操练。



至此,已经完成了新型发射系统SLS、猎户座飞船绕月飞行、星舰与猎户座对接、宇航员船舰转移生存、星舰HLS月面降落往返等一系列验证,4号任务载人登月首秀就万事俱备箭在弦上了。

为了完成星舰作为长途大巴的任务,在4号任务执行前,SpsceX必须在LEO建设一个太空加油站,需要发射10~15次”油罐版“星舰到达这个加油站油库,将携带的燃料注入其中,登月星舰发射入轨后,就会与这个油库对接,将1200~1500吨燃料加注到自己的燃料储箱中,才能满血复活地奔向月球。

这是一个多么浩大的工程啊,仅满足星舰HLS到月球往返的燃料,就要发射”油罐版“星舰10~15艘,每发射一次耗燃料5000吨,然后送到LEO油库的燃料才有120~150吨!



4号任务不仅仅是载人登月,还同时包括月球门户空间站的建设和利用。原计划是猎户座将宇航员们送到月球门户,然后从门户再转移到星舰,完成任务后又送回到月球门户,再由猎户座接回。现在空间站的建设依然会进行,但会不会在4号任务中利用还无法确定。

后续的计划或许还会有许多不确定性,还可能会有调整和改变,但人类再次登月大戏已经拉开了帷幕,这几年将会带给人们越来越多惊喜与震撼,其中,SpsceX星舰的表演也会越来越频繁,让我们一起期待。

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