重返月球

作者: 乔子

又要登月啦!

美国沉寂了几年的美国宇航局终于又有了动静———计划用13!15年的时间、1040亿美元的巨额资金,实现重返月球的航天壮举!

载人工具:

比“阿波罗号”更“强壮”

美国重返月球使用的载人工具是宇航员飞行舱,它的外形跟“阿波罗号”飞船一样,呈圆锥体状,可个头却要比“阿波罗号”飞船大———不仅体型比“阿波罗号”飞船大出半圈,而且“体重”也增加了一倍以上,达25吨。“阿波罗号”飞船的底径为3.9米,而“宇航员飞行舱”的底径达到了5.5米。宇航员飞行舱看起来就像“吃了菠菜的大力水手”,从一个“普通的小弟弟”长成了“格外强壮的超级勇士”。

除了块头大以外,宇航员飞行舱的实际载人数目也增加了一倍,可以搭乘6名宇航员,而“阿波罗号”飞船最多只能搭乘3名宇航员。不过,宇航员飞行舱这次可能只搭乘4名宇航员登陆月球。

运载火箭:

35层楼高,能载125吨

长大一号的登月载人工具当然要由大一号的运载火箭来发射、推进。那么,新的运载火箭将大到什么程度呢?新的运载火箭的高度将有35层楼高!

这种全新的超大运载火箭,它的运载能力高达125吨!宇航员飞行舱将置于火箭的顶端,这样不但可使宇航员远离喷火的火箭发动机,而且还可避免因火箭隔热材料的脱落而发生危险。

登月过程揭密:

分六步登上月球

整个登月飞行过程将是一个非常复杂的系统,由多个不同功能的飞行器联合构成,分次发射进入太空。美国这次新的登月行动将分六步走:

第一步,发射环绕地球轨道运行的地球出发站和“登月舱”,为宇航员飞行舱建立起登陆月球的中转站。

第二步,宇航员飞行舱经过多级大推力运载火箭的搭载升空后,与早已在地球轨道上迎接它的地球出发站和登月舱两个飞行系统对接,组成稳定的飞行器联合体系统。

第三步,飞行器联合体系统在火箭推送器的作用下飞向月球轨道。

第四步,在月球轨道上,登月舱与宇航员飞行舱脱离,留着可自动操纵的宇航员飞行舱在月球轨道上飞行。宇航员乘坐登月舱飞向月球,然后在新型缓冲气囊的作用下登陆月球。

第五步,也是最关键的一步。3名宇航员在月球上考察,1名宇航员在登月舱内坐镇把关。

第六步,登月舱返回月球轨道,与宇航员飞行舱对接,然后在隔热装置的保护下穿越地球大气,最终凭借降落伞降落在地球陆地上。

月球着陆点:

什么地方都可以

与“阿波罗”登月不同的是,美国第二次登月的月球着陆点将不再局限于月球赤道地区,而是月球表面的任何一个地方。科学家在“阿波罗号”登月舱的设计基础上进行了一些改进。新型的登月舱由上下两部分组成,下部是一个有四条腿、可实现软着陆的着陆装置,上部则是宇航员完成登月使命后返回月球轨道的飞行舱。

最令科学家兴奋的还是在月球北极附近发现了一处地方。这里“终年阳光普照,温度适宜”,有望成为一个理想的宜居处所。

航天“本领”大比拼

比拼一:宇航员飞行舱VS航天飞机

比拼二:“阿波罗”登月计划VS重返月球计划

登月展望:

建立宇航员常驻基地

美国重新打开月球的大门后,将以每年至少两次的频率登月探险。通过一次次的锻炼,使每个宇航员可以在月球上生活半年以上的时间,成为名副其实的“月球居民”。这些“月球居民”负责那里的日常操作,并在月球上建立一个由宇航员生活设施、发电站和通信站等组成的宇航员常驻月球基地。

除此之外,美国重返月球的另一个目的是为了将来能够成功登陆火星。美国宇航局初步的构想是先用4!5枚大型运载火箭把火星飞船和其他硬件设备送上火星表面,在火星表面上建立一个宇航员基地,再把6名宇航员送上火星,进行为期500天的科学考察和研究。而要在火星上生活500天,宇航员们肯定要面对许多困难。重返月球是想证明宇航员在其他星球上获取水、燃料等人类生存所需物质的能力。这种能力对于火星探险至关重要。

世界各国(地)的登月计划

中国:中国也已经制定了探月计划,并开始实施第一期工程。第一期工程计划在2006年底或2007年初发射探月卫星“嫦娥一号”,对月球表面上的环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。二期工程实施时间为2007!2010年,目标是成功发射航天器,以软着陆的方式降落在月球上进行探测。第三期工程实施时间为2011!2020年,目标是实现宇航员登陆月球表面,进行巡视勘察并采样返回。

日本:2010年之前,日本要研制出能够在月球上进行探险的机器人;2010!2015年,开发出能够使人类在月球长期停留的一整套技术;2025年前,建立起可在月球上进行科学研究的基地,并研发出可为月球基地提供能源的太阳能发电卫星。

欧洲:欧洲航天局则计划在2008年之前向月球发射一颗卫星,在2009年或2010年向月球发射登陆器;在2020年将宇航员送上月球。

印度:印度的登月计划近年来也不断升温。印度计划在2008年发射第一艘无人登月飞船“月球飞船-Ⅰ号”。这艘登月飞船重590千克,可携带重20千克的物品。

[航天小知识]

载人飞船如何实现登月飞行

载人飞船要发射到月球上,必须按登月轨道飞行。因为月球没有大气层,飞船飞抵月球后,必须用发动机减速,才能实现软着陆。登月轨道从理论上说,可以分为直接登月轨道、环地登月轨道、环月登月轨道3种轨道。

一、直接登月轨道

直接登月轨道是一种最简单的登月轨道。月球与地球之间的距离为35!40万千米,在地球引力场范围之内。因此飞船在这条轨道上登陆月球需要大推力运载火箭,并要求有十分精确的计算,否则飞船就会飞越月球而去,变成太空垃圾。而且,这种登月方式不容易控制,难以实现软着陆,所以载人飞船不用直接登月轨道。

二、环地登月轨道

这种轨道由停泊轨道、过渡轨道和月面着陆段组成。飞船首先进入环地运行的停泊轨道,然后再选择最有利的时机,由地面飞行控制中心遥控飞船启动变轨发动机,使飞船脱离停泊轨道,进入与月球相遇的过渡轨道。飞船在过渡轨道上受到月球引力的作用,登月速度高达2.5千米"秒。飞船若采用环地登月轨道登月,同样难以实现软着陆。

三、环月登月轨道

环月登月轨道是载人飞船选用的登月轨道。这条轨道由环月飞行的停泊轨道、飞向月球的过渡轨道、环绕月球飞行的月球轨道、降落于月面的下降着陆段组成。美国阿波罗飞船采用这种方式。

飞船从停泊轨道实现登月着陆,一般需经过3次变轨。当飞船进入停泊轨道后,地面飞行控制中心根据计算出的最佳路线和最有利的出发点,遥控运载火箭末级发动机把飞船送入过渡轨道,实现第1次变轨。当飞船进入月球引力场后,如果不控制减速,飞船也会飞出月球,因此,需进行第2次变轨,启动飞船上的发动机减速,使飞船进入环月飞行轨道。为使登月舱进入着陆段,还需进行第3次变轨。登月舱进入下降着陆段后,先后启动制动火箭、小推力发动机、缓冲着陆装置,才能最终顺利实现软着陆。