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新月球基地计划:地月轨道建造超级运输系统

  据国外媒体报道,人类殖民月球一直是一个梦想,但对于美国宇航局现处于预算削减和优柔寡断太空计划的时代,月球建造人类基地计划成本过高,并且与当前科技水平相差甚远。然而,美国月球和行星协会著名月球科学家保罗-斯普蒂斯(Paul Spudis)博士和马歇尔太空飞行中心的托尼-拉沃伊(Tony Lavoie)提出了一项新型月球基地计划,该计划不仅经济成本较低,而且具有可适用性。他们计划在太空沿着一种“横贯大陆的运输系统”来建立月球基地,该运输线路将跨越地球和月球轨道。

新月球基地计划:地月轨道建造超级运输系统

  美国科学家计划在太空沿着一种“横贯大陆的运输系统”来建立月球基地,该运输线路将跨越地球和月球轨道

  斯普蒂斯在接受媒体采访时说:“我们的最终太空目标是能够任何时间抵达任何区域,完成满足我们需求的太空任务。该计划使用机器人和人类抵达月球,使用月球本地资源建立新的航天系统,实现这一点是至关重要的,在此基础上将灵活增加和累积其它航天组件。”

新月球基地计划:地月轨道建造超级运输系统

  斯普蒂斯称,因此我们计划建造这种月球基地从而能够确保以逐级累积式建造未来人类太空基地体系,基于按步就搬的累积式建造,最终将建立适应人类居住月球的人类基地,届时人们将真实地在月球上居住生活

  简而言之,斯普蒂斯提议发送机器人抵达月球,在地球通过遥控这些机器人从月球极地沉积物中提取水,来制造航天器推进燃料,它们可作为往返地球和月球之间可重复使用运输系统的燃料。斯普蒂斯说:“该理论是可行的,这是由于月球距离地球非常近,无线电信号往返地球和月球仅用3光秒,这意味着可在地球真实地远程控制机器人,其实效性远大于宇航员。”这一理论的最大优势在于建造人类基地的必需基础设施,例如:采矿、炼油厂、开采和存储水资源和推进燃料等,都会在成批人类抵达之前都部署实施。

新月球基地计划:地月轨道建造超级运输系统

  斯普蒂斯说:“我们评估月球两极区域大约有数百亿吨水资源,我们并不知道这些水资源精确的分布状况,这也是我们首先派遣机器人勘测月球的原因之一,机器人将探测月球水资源的分布情况。”

  斯普蒂斯称,因此我们计划建造这种月球基地从而能够确保以逐级累积式建造未来人类太空基地体系,基于按步就搬的累积式建造,最终将建立适应人类居住月球的人类基地,届时人们将真实地在月球上居住生活。我们最初部署的一个前哨栖息地,在人类首次到达之前它将完全展开,做好前期工作。

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  月球上存在大量的水资源将使这项计划得以实施,斯普蒂斯说:“我们评估月球两极区域大约有数百亿吨水资源,我们并不知道这些水资源精确的分布状况,这也是我们首先派遣机器人勘测月球的原因之一,机器人将探测月球水资源的分布情况。”

  水是人类在太空中生活的至关重要资源,人们每天需要饮用水,用水来做饭,同时水还能分解成氧气供给人们呼吸,水还能分解成氧和氢,氢可用于燃料电池,产生电能。此外,水还是一种非常好的屏蔽材料,可保护人们免遭宇宙放射线伤害,人类太空基地还采用水作为防辐射“夹层”。但是水资源最重要的用途是能够建造强大的化学火箭推进燃料,将水分解成氧和氢,然后再将它们冷冻成液态。

  月球不仅提供了人类生存的水资源,还可用水制造火箭燃料使人类重复使用航天器,以月球为基地实现太空之旅。通过17个一系列增量太空任务,人类太空基地将建造完成,能够运行适宜人类居住。通过在月球周围部署通讯和导航卫星,可确保机器人系统操作的精确性。

  很可能下一步将发射类似火星探测车的装置抵达月球,勘测月球极地蕴藏水资源的最佳地点,同时,月球极地的永久阳光照射区域还可用于建造发电站;接下来将发射较大的设备抵达月球,用于挖掘冰水沉积层,融化冰层并存储水资源。斯普蒂斯说:“目前所有这些计划仅处于理论概念模式,我们尚未付诸实施。因此我们并不知道其难度有多大,但是通过向月球发射小型机器人任务,以及从地球进行远程控制,我们将评估出这项计划的难度。其中的难题会有许多,比如:如何采用最有效的方法获得冰水沉积物质,并从中提取有用资源。”

  下一步可增大实施等级,通过发射登陆机械设备真实地以工业规模挖掘冰水物质,并将补给物资贮存在月球上,为首批登陆月球的人们做好往返物资准备。在此期间,在地球和月球之间建造一个恒定不变的运输系统,并建造另一个基于月球和月球轨道之间的运输系统,为未来的太空运输提供尽可能地便捷。

  斯普蒂斯说:“我喜欢将这个系统比喻成横贯大陆的铁道系统,在这里我们并不仅仅建造一条连接东海岸和西海岸的运输线路,我们建造的运输系统可连接所有区域,且成本最低廉经济。”基于这样的运输网络系统,航天器和运输装置可用月球上开采的燃料进行补给,使它们能够往返月球和地球之间,并且能够抵达地球和月球之间的任何太空区域。

  斯普蒂斯指出,我们建立的运输系统能够抵达地球和月球之间的任何区域,其重要性非常显著,在这一太空区域有大量的人造卫星。例如:通讯卫星和气候监控卫星位于地球同步轨道范围,如果我们拥有可以往返月球的运输系统,便能将这些卫星部署在较高的轨道范围,从而具有较高的商业价值,并获得全面的国家安全评估分析。他强调称,未来的太空燃料仓库可定位于不同位置,其中包括L1 拉格朗日点,进一步支持太空飞行超越月球至更远的区域。

  这种令人振奋的人类太空基地需要多长时间才能建成呢?斯普蒂斯说:“我们评估分析显示,在月球建造一个完整成套的月球前哨需要大约15-16年,大约10年时间首批机器人任务执行完毕,人类才能抵达月球。月球开采体系每年可制造150吨水,100吨推进燃料。”

  当前是否拥有最新的科学技术或者新型装置吗?斯普蒂斯称,这项计划的有效实施将尽可能基于当前技术。我们并没有任何“超导矿石(类似于电影《阿凡达》中的稀有珍贵矿物)”,也没有任何特殊魔法装置,最现实可行的就是基于现有科学技术,目前我们可以使用之前太空任务中使用的许多设备。

  这项计划的成本是多少呢?斯普蒂斯评估称,整体系统的建造成本至少880亿美元,平均每年将花费50亿美元,在建造初始的第一年花费将达到66.5亿美元。预计总共建造的装置包括:航天飞机衍生运载火箭;两种载人探测器;可重复使用登陆器;地球和月球之间燃料仓库以及所有机器人设备。最吸引人的是,未来人类基地可分成较小的部分,每个任务主要以独立方式来完成,一旦它们抵达月球,便以独立个体投入工作,但它们之间可产生互动,形成一个不可分离的整体。

  文/腾讯科技

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