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国际空间站退役后 会迎来国际月球空间站吗?

  在近地轨道徘徊了半个多世纪后,人类太空探索的步伐终于开始迈向地球以外的深空,首个国际月球空间站或在2020年代初开建。

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国际空间站退役后 会迎来国际月球空间站吗?

  图注:洛克希德马丁公司的月球空间站概念图。

  腾讯太空讯(桂林)12月初,在瑞典卢塞恩举行的欧空局(ESA)部长级会议上,欧空局各成员国投票同意继续参与国际空间站(ISS)一直到2024年,而之前美俄日三国也均同意国际空间站服役至2024年。

  随着如SpaceX等新兴航天私企的崛起,国际空间站各主要参与国,特别是美国开始将近地轨道发射任务交给私企,NASA载人太空任务的工作重心将在2020年代开始转向地球之外的深空。

  由NASA主导开发的、将在2018年进行首次发射的重型火箭--太空发射系统(SLS),以及猎户座飞船均为未来的载人深空任务服务。未来宇航员的太空飞行将不再局限在地球轨道,而是月球与小行星、甚至火星。

  目前,国际空间站的主要合作伙伴正在缓慢推进一项协议,旨在月球附近建立一座小型空间站,为未来的载人深空飞行任务提供帮助。一旦该协议能够达成并付诸实施,将是迄今各国参与的最大规模太空合作项目,并对人类未来几十年的太空飞行任务有深远影响。

  在今年10月底休斯敦举行的一次闭门会议上,美国宇航局官员会见了来自欧洲、俄罗斯、日本、加拿大的同僚,对共建月球空间站计划的最新进展进行了讨论。

  而国际航天器工作小组(ISCWG),正在对国际空间站退役后启动的深空探索项目进行头脑风暴,思考所有必要的技术细节。ISCWG给予的建议并没有约束力,但可能会对未来的深空项目架构提供参考。

  目前该项目的愿景是一个多舱段组成的前哨站,本质上是一座小型国际空间站,但是它不在地球轨道上,而是运行在月球附近。

  该空间站将使用比目前国际空间站更为先进的技术,比如闭环生命支持系统,并将使用电推。这些新技术将使月球空间站成为人类首个星际中转站,用于宇航员前往小行星甚至在2030年代前往火星。NASA也将该空间站视作载人火星任务的“试验场”。

  它会是什么样的空间站?

  这座国际月球空间站将由模块化组件搭建,由运力堪比土星五号的美国宇航局SLS火箭运抵月球附近,而宇航员则乘坐猎户座飞船在地球与该空间站之间穿梭,猎户座飞船也将使用SLS火箭发射。

  在进入月球转移轨道后,猎户座飞船乘员舱将先与SLS火箭末极分离并转向,与还在SLS火箭上的附加舱段对接,这与1960年代阿波罗飞船指令舱对接登月舱的方式非常类似。

  但是,与阿波罗登月舱登陆月球表面不同,每次猎户座发射任务都会携带一个附加舱段抵达月球附近。这些舱段最终会在月球轨道上对接,组合成一座宇航员的长期住所。其他国家也可以发射自己的组件参与组合,如同今天地球轨道上的国际空间站。

  装配顺序

  根据目前NASA与合作伙伴制定的最新架构体系,月球空间站的建设将从一个8.5吨重的推进舱升空开始,它将与猎户座飞船一起由SLS火箭发射升空。这也将是SLS火箭的第三次发射任务,缩写为EM-3。

  最近,欧空局同意提供一个额外的先进电推单元,这有助于推进月球空间站首个舱段的建设,欧洲与美国的电推系统均使用氙气。该推进舱也将负责为整个前哨站提供动力与通信。另外,加拿大将负责建造一个机械臂,它将安装在推进舱上,为月球空间站的后续组建工作服务。目前国际空间站抓取与对接货运飞船所使用的机械臂即为加拿大研制。

  一旦电力与推进舱部署到位,两个居住舱也将随SLS的第四次(EM-4)与第五次(EM-5)任务发射升空,并与推进舱完成对接。按照此前设想,这些组件将由俄罗斯或欧空局提供,但新近日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)已提出将提供一个居住舱。日本居住舱拥有闭环生命支持系统,这将大幅减轻月球空间站水与氧气的供给压力,否则这些物资需源源不断地从地球补给。

  就在今年,俄罗斯国家航天集团公司(Roscosmos)同意为月球空间站提供一个气闸舱,该舱段将用于宇航员太空行走。它可能与猎户座飞船一起发射升空,发射时气闸舱内将装满用于月球轨道站的各种物资,这也使得该舱段的总质量达到9吨。该气闸舱也可能使用俄罗斯自己的火箭发射,比如俄罗斯新一代的安加拉5型火箭。