洞庭東山人

考槃在涧,硕人之宽。独寐寤言,永矢弗谖。考槃在阿,硕人之薖。独寐寤歌,永矢弗过。考槃在陸,硕人之轴。独寐寤宿,永矢弗告。
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美国重返月球之路不平坦

(2017-12-29 11:05:28) 下一个

美国登月计划的大跃进已经开始

2月15日,华盛顿邮报的文章——“宇航局,顺从特朗普意志,可能会在环月试飞任务中加入宇航员。”引起各界强烈反响。

据华盛顿邮报透露,特朗普总统表示他希望去太空“打个水漂”(make a splash)。他在当选总统后与历史学家道格拉斯·布林克利谈论到约翰·肯尼迪的那个著名的誓言:肯尼迪曽在1961年发誓让美国在六十年代结束前登上月球。现在特朗普和他的助手可能要做一件非常相似的事情:要求美国宇航局在特朗普第一任期结束之前发送宇航员到月球轨道。特朗普的顾问说,“要向中国人发出一个明确的信号,美国打算在太空中保持毫无争议的主导地位。”中国人又再次躺着中枪。

事实上美国宇航局已经着手一个称为EM-1(Exploration Mission 1)的探索任务,计划在2018年的年底用超重型运载火箭SLS(Space Lunch System)搭载航天飞船-猎户座舱(Orion)作无人绕月飞行并返回地球,最后溅落在海洋中“打个水漂”。“打个水漂”这个短语即来源与此。

值得注意的是,这是SLS运载火箭的首次试飞,搭载的也是全新的航天飞船,而SLS和Orion都仍在建造之中。应该说这已经是一个非常冒进的计划了。根据宇航局原先的安排,如果2018年的EM-1的任务一切顺利,对火箭和宇宙飞船作适当调整改良后,可能再作一次无人环月飞行。然后再开展载人的环月飞行EM-2,这大概要在七、八年之后,无论如何也不会发生在特朗普的任期之内。特朗普当然不乐意了。

美国宇航局的探索任务-1(EM-1)示意图。由运载火箭SLS搭载航天飞船Orion作环月飞行。

特朗普对航天事业有更多的期望,这也可以理解。但以美国今天的航天实力而言,宇航局的原定的探月计划已经有点勉为其难了。美国的超重型运载火箭SLS还在制造过程中,一次发射纪录都没有。航天飞船 Orion也仅有一次试飞纪录,只是上了近地轨道然后溅落在海上而已,连动物试验都没有做过。运载火箭搭载航天飞船的配合更从未试验过,这样的系统竟敢载人去月球转一圈!这种把人作小白鼠的事都敢做,实在令人难以想象。

特朗普上台的重要因素是反对“政治正确”,但上台后却常常是政治挂帅,外行领导内行,比起民主党政府有过之而无不及。干涉改变宇航局既定的EM-1探月计划就是一个明证。

上有所好,下必甚焉。特朗普团队的顾问,曾经担任过众议院科学委员会主席的前国会议员鲍勃·沃克(Bob Walker)为美国探月的大跃进定下了基调:“我听到的讨论是,在特朗普的第一个任期内的某个时候,有可能去做类似阿波罗8号任务。“ [即1968年12月由阿波罗8号执行的月球轨道任务。]

“这将是最终着陆的前期热身活动。我认为在特朗普第二个任期之内,可以考虑把登陆车放在月球上,“沃克说。“这也是我们的技术能力的示范。在某种程度上,我认为有必要提醒中国人,让他们懂得这样一个事实,即美国打算在空间保持其优势。我可以保证,如果我们不马上行动起来去完成这个程序,中国人就会朝这个方向前进。”

在政治高压下,美国宇航局代理主任Robert Lightfoot再也不能无动于衷了,于是向他的下属发出了一封公开信。

“作为宇航局的代理主任,我的看法是,我们正处于更伟大的发现的边缘。特朗普总统在他的就职演说中提到,我们将“揭开空间的奥秘”。因此,我们这个机构的使命是让我们安全和有效地执行SLS和Orion计划,这才是至关重要的。”

“与此相关的是,我已要求 Bill Gerstenmaier (宇航局载人飞行部门的高层负责官员)启动一项研究,评估EM-1任务载人的可行性。我知道这样的改变会带来一些挑战,例如审查技术可行性,所需的额外资源,需要变更发射日期带来的额外的工作等等。也就是说,我想知道实现第一次载人环月飞行究竟有多少把握,以及为推动人类进一步深入太空我们还将需要做些什么。 SLS和ORION的任务顺利开展,加上私人企业在航天领域的成功纪录,将有助于宇航局和美国“揭开空间的奥秘”,并确保这个国家在探索宇宙方面保持绝对的领先优势。”

对于宇航局的这个表态特朗普核心圈子显然并不满意。曾担任过共和党党鞭的重量级政客、特朗普总统的科学和航天领域方面极有影响力的顾问纽特·金里奇(Newt Gingrich)是美国航天计划大跃进的重要推手。在一封给“华盛顿邮报”的电子邮件中,金里奇指出:他正在前往南极洲途中,他认为NASA已经成为一个不思进取的避险机构。他强调:美国有许多对航天商业化感兴趣的亿万富翁,航天计划应该更好地利用他们的热情和金钱。

“关键是释放政府垄断的空间,最大限度地发挥像莱特兄弟,爱迪生,福特和其他典型美国人的创业精神,”金里奇写道。“照此办理,我们就可以在特朗普总统的第一任期内登上月球,并在他的第二任期结束时绕行火星。”真是语不惊人死不休。金里奇的胆量和想象力实在令人惊叹。

大跃进的号角已经吹响,群情激奋,调门没有最高,只有更高。霍尔特·勃鲁姆(Howard Bloom)美国空间发展指导委员会董事于2月22日在“科学美国人”杂志上发文:“如何在四年内重登月球——并在月球上住下来。”

这篇文章的主要观点可以归纳为以下几点:
1)四十五年前美国已经把十二位宇航员送上了月球,如果现在只是绕着月球而不登月,只能证明一件事:美国的衰落和无用。别去整那没用的。
2)宇航局的SLS和ORION项目再怎么成功也无助于登月,要来何用,现在应该砍掉宇航局的这些又贵又无用的项目,每年省下的三十亿美元全力支持私营企业。重点应该扶持Elon Musk的SpaceX,以及Robert Bigelow的Bigelow Aerospace。
3)SpaceX即将推出的“猎鹰重型”火箭有足够的推力实现月球登陆任务。他们的火箭回收技术证明可以在地球表面软着陆,这种技术经调整改良,一定可以完成月球表面的着陆任务。
4)Bigelow开发了一个更加雄心勃勃的技术,用以建设充气的月球基地。使用他们的B330模块的组合,可以在月球上建立起三套三居室的房屋,供美国登月人长期居住。
5)依靠这几家私营企业,美国人不仅可以在四年内登陆月球,美国人还能在月球表面建立自己的基地并长时间地驻留,这就向中国传达出一种截然不同的信号。

这位勃鲁姆先生实在有点离谱。SpaceX运载火箭的可靠性全球人心中都有数,目前的状况用它作载人飞行,谁敢?况且目前的“猎鹰9”的推力还不到一千吨,他们也根本没有更大推力的火箭发动机,停留在纸上的所谓“猎鹰重型”火箭据说就是把三个“猎鹰9”捆绑起来而已,这势必会进一步增加故障机率。“猎鹰重型”运载火箭比宇航局的SLS更不靠谱,凭这样拼凑出来的火箭在四年内实现登月,也亏得这位专家想得出来!

但是俗话说,“智者千虑,必有一失;愚者千虑,必有一得。”尽管这位勃鲁姆先生滿嘴跑火箭,信口开河,但是他的文章中提出了一个非常重要的观点:绕月也好,登月也罢,都只是作秀而已,最重要的是要看谁能在月球上长期驻留下来。我非常赞同这个观点。而要长期在月球驻留下来的必要条件之一是在月球上建筑适合人类居住的营房。正因如此,Bigelow的充气式营房技术值得引起高度重视。

Bigelow是一家房地产开发商,并且是美国经济型连锁酒店的创始人。在2000年,美国宇航局在国会的压力下把充气营房技术转让给了Bigelow。在过去的十六年里,Bigelow和他的公司Bigelow Aerospace一直在推进充气营房技术。充气技术可以把营房壳体单元挤压成小型包裹,通过火箭运送到空间目的地,然后像气球一样再吹起来。

Bigelow Aerospace公司的充气营房B330。

这家公司的主打产品是B330,该充气营房的外部长度为13.7米,直径为6米,体积为330立方米,大约相当于一套一百多平方米的三居室住房。充气前的长度约7米,直径约为4.2米,总重量约为20吨。这个尺寸和重量很接近中国重型火箭的运载能力。因此使用充气营房技术也许可以为中国的登月计划提供新的思路。

中国目前的重型运载火箭的运载能力大约仅为美国土星五号载人登月火箭的五分之一,约是美国SLS的三分之一。但由于空间站技术的进步和积累,可能载人登月无需再依靠土星五号这种超重型火箭,中国不能、也决不会再走美国阿波罗计划的老路。让中国已有的重型火箭担当载人登月计划会有一定的困难,但也不是完全不可能。

近期一系列的科研探索表明,可以把环月接应指挥舱和登月舱分别使用两支以上重型火箭发射到绕地轨道上,然后在轨重新装配后送往月球实施载人登月和返回。采用已有的重型火箭和充气营房技术的组合也许可以让中国人首先在月球上建立起人类永久的居住地。到那时,我们也许能在月球营房的会客厅中见证到:“吴刚捧出桂花酒,寂寞嫦娥舒广袖。”真心地希望这一天能早点来到。

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