
按照计划,美国最早在2月6日就会发射一枚太空发射系统火箭,将一艘搭乘4名宇航员的猎户座飞船发射升空,前往月球轨道进行绕月飞行任务,这就是阿尔忒弥斯2号任务。这次任务预计持续大约10天时间,飞船从地球出发,飞到月球背面后返回地球,不会实施登陆月球。因为这次发射任务是猎户座飞船的第一次载人飞行任务,而且在这次飞行任务中,美国没有发射登月舱,所以宇航员是没法进行登月的。
从时间来看,现在距离这艘猎户座飞船发射时间越来越近了,没有意外的话,估计再过一个星期,这艘飞船就会出征太空前往月球。而在飞船发射升空之前,还有很多工作需要完成,其中一个就是宇航员要进入为期14天的隔离期。
执行阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务的机组成员包括3名美国宇航员,他们分别是维克多· 格洛弗(Victor Glover)、里德 · 怀斯曼(Reid Wiseman)和克里斯蒂娜· 科赫(Christina Koch),以及一名加拿大宇航员杰里米· 汉森(Jeremy Hansen),这些宇航员都已经进入为期14天的隔离期,为载人绕月飞行任务做好最后的准备了。可能有一些网友好奇,为什么飞船发射升空之前,宇航员都要进入隔离期呢?主要还是出于安全的考虑。
第一个原因就是防止宇航员将地球的病原体带入到外太空,特别是在去登陆月球、登陆火星其他星球时,宇航员身上携带的地球微生物可能会污染这些天体。
而且,特别是在登陆火星这样有可能存在外星生命的星球时,这一个情况就比较关键了。因为火星可能存在外星生命,而一旦宇航员或者飞船携带了一些微生物的话,那就没法分辨这些微生物到底是火星本土就存在的,还是飞船、宇航员带去的。
其实,不止登陆月球、登陆火星的飞船、探测器需要进行相关的处理,去近地轨道执行飞行任务的货运飞船、载人飞船也是需要进行类似的处理的。这也是为了避免将一些困难有害的微生物带到空间站,毕竟空间站内部是封闭的。
第二个原因就是考虑到宇航员的自身健康问题。宇航员去太空执行飞行任务时,有时候会飞行比较长时间,而长时间处于恶劣的外太空环境中,宇航员在失重的状态下,身体的免疫系统功能可能会受到影响,可能更容易被病原体感染。在地面可能只是一个普通的感冒,但是在外太空失重的环境下,宇航员的身体可能就很难受,甚至可能会导致整个宇航员乘组都受到感染。
在人类航天史上确实是出现过这样的情况。在1968年,美国实施了阿波罗7号飞行任务,将3名宇航员送上太空,然而,在飞船发射升空大约15小时后,其中一名宇航员瓦尔特·马蒂·施艾拉就开始出现重感冒症状,紧接着,飞行任务乘组的其他成员也纷纷出现类似症状。
而且,在执行飞行任务过程中,飞船、空间站内的医疗条件是很有限的,如果宇航员遇到比较复杂的疾病,那就没法解决,可能就需要快速返回地球。在1月15日,美国的一艘载人龙飞船从国际空间站紧急撤离返回地球,原因就是其中有一名宇航员出现了医疗健康问题,需要回来接受治疗。
还有一个原因,那就是要确保飞船在发射升空的时候,宇航员的身体是处于最佳的状态。众所周知,飞船发射升空以及返回地球的过程中,宇航员需要承受极大的负荷,如果这时候宇航员的身体状况不是最佳的,那身体可能会受到影响。
当然,虽然看起来是隔离起来,但实际上并不是简简单单进行封闭隔离避免和外界过多接触那么简单,在这期间,医护人员还会对这些宇航员进行最后的全面体检和持续监测,在有必要的情况下,需要根据实际情况帮助宇航员进行调整、稳定心理状态等。
虽然在即将实施的阿尔忒弥斯2号任务中,宇航员只是乘坐飞船进行绕月飞行,不会登陆月球,但是这次飞行任务备受关注。
一方面,是我们人类已经有几十年时间没有实施前往月球的载人飞行任务了,这是时隔50多年后,我们人类再次出征月球。
另一方面,这次飞行任务的成败,将在很大程度决定美国在21世纪的载人登月任务中会不会被我们中国超越。
此前美国已经在2022年实施了阿尔忒弥斯1号任务,发射一艘不载人的猎户座飞船进行绕月飞行后返回地球,在那一次飞行任务中,猎户座飞船再入地球大气层的过程中隔热罩存在一些问题,导致阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务推迟到现在。
如果阿尔忒弥斯2号任务顺利完成的话,那美国就能按照既定的计划去推进后续的阿尔忒弥斯3号任务,也就是预计在2027年年中发射载人的猎户座飞船将宇航员送上月球,实施载人登月任务。如果阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务推迟或者出现问题的话,那后续的阿尔忒弥斯3号任务必然会受到影响的。
此前我们已经宣布新一代载人飞船梦舟一号载人飞船将会在今年发射升空,然后对接到中国空间站。梦舟载人飞船有载人登月版本和近地轨道空间站飞行任务版本,其中近地轨道版本的梦舟载人飞船最多可以搭乘7名航天员,而登月版本最多可以搭乘3名航天员去月球。
我国梦舟载人飞船虽然还没进行首次飞行任务,但是很快就会首飞,而在进行多次无人飞行任务后,梦舟载人飞船就会去执行载人飞行任务了,而后续,我们将会使用梦舟载人飞船去执行首次载人登月任务。
美国的载人登月任务充满了未知数,而我们的登月任务在稳步推进中,载人飞船、火箭、月面着陆器都已经在研制、测试中,科学家表示我们有能力、有信心在2030年之前实现中国人的第一次载人登月。
从时间来看,目前确实是比美国阿尔忒弥斯载人重返月球的时间表稍微晚一些,但是如果美国的阿尔忒弥斯2号任务不顺利,或者后续的登月舱研制、测试工作不顺利的话,美国的载人登月任务就不得不推迟了,到时候我们很可能就会在载人登月方面领先美国。
怎么从月球返回地球
我国梦舟载人飞船进行登月时,需要使用长征十号火箭来发射,现役最强的长征五号火箭都没法将梦舟载人飞船送上月球轨道。同样的,美国的猎户座飞船去月球也需要太空发射系统火箭来发射。这些飞船从地球出发到月球,都离不开强大的火箭,而月球上并没有这样的火箭,也没有完善的发射系统,在完成任务后,登月航天员是怎么从月球表面起飞返回地球的呢?
实际上,载人飞船从地球起飞去外太空确实是需要强大的火箭,因为飞船重达好几吨甚至十几吨、二十几吨,而火箭自身重量也达到几百吨、几千吨,所以对火箭的推力要求相当高,需要强大的火箭才能完成发射任务。但是从月球表面起飞返回地球的情况就不一样了,不需要那么强大的火箭就能起飞。
一方面,是地球出发的飞船很复杂,整个飞船总重量相当大,飞船除了有航天员外,还有航天员所需的食物、水、氧气,还有完善的生命保障系统。
另一方面,就是地球的引力比较大,再加上地球有浓密的大气层,所以飞船在发射升空的过程中需要克服阻力,同时也需要加速到很快的速度才能摆脱地球的引力,在这个过程中需要消耗大量推进剂来加速,所以火箭、飞船组合体的自重就相当大了。
月球表面起飞也离不开火箭,但月球表面的“火箭”和地球的火箭其实是不一样的,我们以嫦娥五号探测器为例,看下探测器是怎么完成登月的,就知道了。
嫦娥五号探测器总重量大约为8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器4个部分组成。这么重的探测器从地球出发,需要使用到长征五号火箭。而在抵达月球进行登月时,实际上并不是8吨重的探测器直接登陆月球的,而是释放着陆器、上升器组合体进行登月,而轨道器、返回舱组合体则继续留在月球轨道环绕月球飞行。
着陆器、上升器组合体通过发动机的制动减速,慢慢降低速度,然后悬停,最后实施软着陆到月球表面。在抵达月球表面后,探测器就会按照计划开展一系列的工作,包括采样工作等。在完成月球表面任务后,上升器就会启动发动机从月球表面起飞,而着陆器则作为“发射台”。也就是说,从月球表面起飞的实际上只有一个上升器而已。
和整个探测器相比,上升器的重量其实是比较小的,再加上上升器的作用就是从月球表面起飞,然后和轨道器、返回器组合体完成交会对接,在完成样本移交后,上升器就会从组合体撤离,然后受控再次登月。
可以看得出,从月球表面起飞的上升器重量很小,再加上它不需要从月球轨道加速返回地球,完成样本交接任务后就会撤离,重返月球,所以上升器本身也不需要太多的推进剂,所以总重量就不大。而且月球的引力大约为地球的六分之一,再加上月球没有空气阻力,所以上升器发动机的推力不需要非常大,就能从月球表面起飞了。
同样的,我们的载人飞船进行登月时,也是采用类似的方式,并不会整艘飞船都登陆月球,而是由月面着陆器将航天员送上月球证券配资APP,完成任务后,航天员再乘坐着陆器重返月球轨道。只不过,月面着陆器、登月飞船的重量更大一些,所以对发动机的推力要求肯定是要比嫦娥系列探测器更大。
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