书城科普读物宇宙到底有多重
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第23章 美国新一代载人登月航天器的质量

2010年,美国现有的航天飞机将全部退役。今后,将用什么新型航天器来完成未来的载人登月飞行呢?

根据最新的航天计划,美国将在未来时间里投资上千亿美元,研制新一代载人探测航天器,不仅要取代现有航天飞机的全部功能,能够将航天员送到近地轨道,完成国际空间站的组装工作,而且还要将航天员送上月球轨道并安全返回,今后还要将航天员送到火星上。

为此,美国航空航天局开展了“空间探索新构想初始概念”项目预研,认为新一代载人探测航天器最合理的设计是采用太空舱式飞船结构,而非机翼式结构。整体设计应采用传统火箭,可以保证更安全。采用模块化功能设计,航天器根据需要既可以载人,也可以载货,并遵循人货分离的基本原则,分别把人员和货物送入轨道,而不是像航天飞机那样,将入与货物一起送人太空。

美国航空航天局已决定,未来新一代载人探测航天器将有两种型号:一种用于国际空间站运输,运载能力为25吨;另一种用于月球探索计划,运载能力为35吨。经过改进后航天器可进一步提升运载能力,用于未来火星探测任务。

新的载人探测航天器和“阿波罗号”飞船很相似,但载人空间大了1倍,质量约12吨,能将4名航天员送往月球,每年最多可飞行6次;此外,也可作为国际空间站送接航天员或运送物资的货船。运载火箭将沿用现有航天飞机的主发动机和固体燃料助推器,但布局改为上下两级串联结构,一级采用固体火箭助推器,二级为低温火箭。

新的登月之旅中,推进力强大的运载火箭将把登月着陆器和载货舱送上太空,之后另一枚较小的火箭再把载人航天器送上太空,分别进入地球轨道后,载人飞行器将与登月着陆器和载货舱对接成为一体,然后由第二级火箭将它们一同送往月球。进入月球轨道后,登月着陆器将与航天器脱离并降落到月球表面,航天器则仍留在月球轨道上。与“阿波罗”登月行动不同的是,4名航天员可以全部乘坐着陆器降落到月球上,而不必有人留守在航天器上。

航天员在进行大约7天的月球勘探之后,再次乘登月着陆器的返回舱从月球表面发射升空,回到月球轨道,与等候在那里的航天器对接。宇航员进入飞行器中,然后抛弃着陆器返回舱,飞回地球。在进入地球大气层后,航天器释放降落伞,启动制动火箭系统和气囊进行软着陆。