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nasa计划重启载人登月(丁丁历险记式登月)

nasa计划重启载人登月(丁丁历险记式登月)当宇航员在月球表面呆上大约一周之后,再乘坐HLS返回LOP-G。从那里换乘猎户座回地球;也可以在LOP-G休整一段时间,利用地球运到LOP-G的物资,给HLS加注燃料,搬运物资,进行下一次登月。比如Space X正在设计中的龙-XL飞船,就可以用来向LOP-G运送货物。门户月球空间站在展开说之前,让我们先来介绍一下NASA阿尔特弥斯计划的登月流程。首先,这次NASA重返月球计划和上世纪六十年代登月计划有本质上的不同,不是去插旗了,要常驻。有可能头几次还是插旗任务,但之后就要在月球建永久基地了。马斯克举起双臂表示胜利因此,这次NASA登月并不是直接从地球到月球再返回,而是要在月球附近先建立一个小型空间站,即门户空间站,或者简称为LOP-G(Lunar Orbital Platform-Gateway)。宇航员登月时,先从地球乘坐猎户座飞船到达LOP-G,再从门口空间站转乘人类登陆系统,Hum

4月16日,NASA宣布SpaceX赢得了阿尔特弥斯计划登月飞船设计工作,合同价值28.9亿美元。这意味着当NASA重返月球时,我们将能看到曾在经典漫画作品《丁丁历险记》中描绘的一幕,宇航员从伫立在月球表面的神似《丁丁历险记》中的星舰缓缓落下,然后踏上月球的土地。

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《丁丁历险记》中的登月场面

有人说NASA是看到马斯克的火箭越炸越狠,只好给SpaceX直接送钱。的确,不光赢得这次NASA合同的登月版星舰,被称作星舰HLS,还是影都没有的事,就连原版星舰都在持续爆炸中,马斯克到底靠不靠谱?竞标过程到底有没有猫腻?今天就让我们佰思科学跟大家聊聊这个事。

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月球上的星舰HLS

在展开说之前,让我们先来介绍一下NASA阿尔特弥斯计划的登月流程。首先,这次NASA重返月球计划和上世纪六十年代登月计划有本质上的不同,不是去插旗了,要常驻。有可能头几次还是插旗任务,但之后就要在月球建永久基地了。

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马斯克举起双臂表示胜利

因此,这次NASA登月并不是直接从地球到月球再返回,而是要在月球附近先建立一个小型空间站,即门户空间站,或者简称为LOP-G(Lunar Orbital Platform-Gateway)。宇航员登月时,先从地球乘坐猎户座飞船到达LOP-G,再从门口空间站转乘人类登陆系统,Human Landing System,登陆月球。

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门户月球空间站

当宇航员在月球表面呆上大约一周之后,再乘坐HLS返回LOP-G。从那里换乘猎户座回地球;也可以在LOP-G休整一段时间,利用地球运到LOP-G的物资,给HLS加注燃料,搬运物资,进行下一次登月。比如Space X正在设计中的龙-XL飞船,就可以用来向LOP-G运送货物。

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正在与门户空间站对接中的龙-XL飞船

使用LOP-G和HLS这样的模式,可以让地球来的飞船,只负责运人或运货,毋须携带登陆月球的设备,也不需要从月球起飞,可以省掉很多死重和节约大量的燃料。当需要多次往返月球表面,并在月球附近长期驻守时,这样的模式是非常适合的。

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接驳星舰HLS和猎户座非常的LOP-G

总之,有了LOP-G,登月模式和六、七十年代的完全不同了。那时候相当于一家人齐齐整整去月球,阿波罗计划中要分成指令舱、着陆器、上升器,其中指令舱相当于现在的猎户座飞船,着陆器和上升器相当于HLS。阿波罗计划的着陆器被留在月球,上升器被丢弃,只有指令舱返回地球。

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阿波罗登月计划的各种模块

这里总结一下阿尔特弥斯计划的各个部分:1、火箭,运人的是SLS,货运的有SLS或者猎鹰重型等;2、飞船,运人的猎户座,运货的龙-XL等;3、门户空间站;4、HLS。按照阿尔特弥斯计划的架构,大部分设施都是可复用的,能极大降低登月及后续月球开发的成本。

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阿尔特弥斯计划流程图

这次SpaceX竞标获胜的是HLS分系统的招标,只负责从月球往返LOP-G这一段路,相当于摆渡车的角色。 Space X用于竞标的是星舰的上面级。原版星舰是为了重入大气层而设计的,强调可复用性。然而月球没有大气层,显然星舰 HLS需要对原版设计进行修改。不过好在修改工作量也不会很大,主要是去掉防热设计和空气舵,并争取进一步减重。

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星舰进入大气层

以马斯克作为网红的火爆程度,SpaceX中标大家并不意外。那么Space X的竞争对手又是什么情况呢?SpaceX能胜出,是因为Space X太强悍,还是靠了同行帮衬呢?那就让我们再聊聊这个话题。

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贝佐斯是蓝源的老板

NASA的HLS招标,进入决赛的有三家。除了Space X之外,还有号称国家队的,以蓝色起源(简称蓝源)领头,包含了洛马、诺格、Draper等军工巨头,先期已经拿了NASA近6亿美元初始研究经费。蓝色起源的老板是大名鼎鼎的杰夫·贝佐斯,最近一直在和伊隆·马斯克竞争世界首富的位置。

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蓝源的HLS概念设计

国家队的方案是非常传统的下降级/上升级设计。在航天工业强调可复用的今天,蓝源方案中的下降级居然是不可复用:每次登月之后都会留在月球上,等着从地球再运行得过来。这是一种多么低级的设计啊!这个方案其他方面的问题不说,光这个不可复用的下降级设计,足以让它被枪毙五分钟了。

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Dynetics的HLS设计概念图

Dynetics公司与内华达山脉公司合伙设计的HLS名为ALPACA,也是和SpaceX一样全复用的设计。在最初评审时,Dynetics的方案得分最高。问题在于,第一,Dynetics的报价最高,而Space X报价最低;第二,Dynetics在航天方面的技术积累令人有些担心。

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上图是NASA在开标的评估报告中对几家的打分结果。NASA考虑三个核心因素,1、技术,2、费用,3、管理水平。这三方面中,Dynetics技术打分只是Marginal,其实就是不靠谱的意思。NASA不会找这样技术水平的公司给自己添麻烦的。至于管理方面,Space X属于Outstanding。翻译成中文就是SpaceX做事最靠谱,做东西大多数能按时做出来。

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三家方案对比

总之,Space X中标既有自身实力的因素,同时也靠了同行帮衬。Dynetics本来就是黑马,不中标其实很正常。至于国家队,则是盛名之下,其实难副。Space X得标是非常合理的结果。

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星舰在月球着陆

按照NASA对HLS最初的设想,应该是三取二,即同时开发两套HLS方案。如果采用Space X或者Dynetics的设计,LOP-G将是必不可少的;而国家队的方案,则可以在没有LOP-G的条件下实现登月。当初特朗普政府要求NASA实现2024年重返月球,那么三取二是非常合理的。国家队的方案服务于头几次没有LOP-G的情况,Space X的星舰则用于门户空间站建成之后。

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携带月球着陆器的蓝色起源新格伦火箭

现在拜登政府上台,对航天明显不如特朗普政府热心。原先说好的三取二变成三取一,说穿了就是为了省钱。本来门户空间站应在2024年完成建造,现在来看可能会推迟,迟到什么时候也不清楚。

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星舰内部空间很宽敞

根据NASA的要求,Space X应最早在2025年交付HLS。这说明美国重返月球的时间不可能早于2025年。对Space X来说,时间上其实是相当紧迫的。Space X需要尽快搞好星舰原版。当然星舰HLS版比星舰简单多了,两者并行设计或许是更好的办法。

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