一會(huì)登月，一會(huì)捉小行星，說(shuō)好了要移民火星的NASA到底在干什么？

本文作者：亞萌

2016-08-24 18:20

導(dǎo)語(yǔ)：說(shuō)好的上火星吃土豆呢？

人類(lèi)從未離火星如此之近，吃到火星上的土豆不再只是夢(mèng)想！

近日，NASA又在測(cè)試火箭了，這次測(cè)的是“太空發(fā)射系統(tǒng)”（Space Launch System, SLS）中的RS-25引擎，在風(fēng)景秀麗的圣·路易斯海灣的史丹尼斯太空中心。于是，我們?cè)谛侣勆峡吹街T如“史上最強(qiáng)火箭測(cè)試成功，移民火星指日可待"之類(lèi)的標(biāo)題。

但是NASA好像還在干別的事，“NASA捕捉小行星”、“NASA派宇航員進(jìn)入月球軌道”這樣的新聞也經(jīng)常出現(xiàn)，雷鋒網(wǎng)不禁疑惑起來(lái)，小行星和月球又是什么鬼？說(shuō)好的火星移民呢！

于是，懷著重度好奇心，雷鋒網(wǎng)深入挖了一下NASA的網(wǎng)站，才發(fā)現(xiàn)，NASA的火星移民這盤(pán)棋下得有點(diǎn)大啊。

大棋盤(pán) ：NASA的火星之旅

我們來(lái)看下，NASA所謂的“火星之旅”（Journey to Mars）的宏大構(gòu)想圖：

一會(huì)登月，一會(huì)捉小行星，說(shuō)好了要移民火星的NASA到底在干什么？

這里面有太多東西了！

上面一排，從左至右：

哈勃天文望遠(yuǎn)鏡、國(guó)際空間站、SLS空間發(fā)射系統(tǒng)、火星軌道觀(guān)測(cè)衛(wèi)星、火星登陸器；

下面一排，從左至右：

商業(yè)物資和人員運(yùn)輸、“獵戶(hù)座”太空艙（它旁邊的星體是月球）、太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)/小行星重新定向任務(wù)、太空居住艙/火星運(yùn)輸艙。

通過(guò)這個(gè)圖，你幾乎可以知道整個(gè)美國(guó)的政府和私營(yíng)太空企業(yè)都在干什么。

【商業(yè)物資和人員運(yùn)輸】：分分鐘上頭條的SpaceX目前主要是將一些衛(wèi)星和國(guó)際空間站的物資送上近地軌道；
【太空居住艙/火星運(yùn)輸艙】：NASA連同6家私人公司（包括波音、畢格羅航天等）建造深空居住艙，已經(jīng)計(jì)劃在地球上建造1：1的深空居住艙模型；
【小行星重新定向任務(wù)】：美國(guó)2家私人公司“深空工業(yè)”和“行星資源”要去小行星探礦。。。。。。

這些任務(wù)一環(huán)套一環(huán)，最終指向火星移民這個(gè)大目標(biāo)！

一會(huì)登月，一會(huì)捉小行星，說(shuō)好了要移民火星的NASA到底在干什么？

"捕星" 任務(wù)

理論上，途中所示的所有任務(wù)，NASA都有所涉及。然而，其中最重要的，是圖中用紅色圓框標(biāo)識(shí)出來(lái)的：SLS火箭、“獵戶(hù)座”太空艙、太陽(yáng)電力推進(jìn)系統(tǒng)和小行星重新定向任務(wù)。這些任務(wù)合在一起可以統(tǒng)稱(chēng)為“捕捉小行星”任務(wù)（簡(jiǎn)稱(chēng)“捕星”）。

NASA的計(jì)劃是21世紀(jì)30年代將人類(lèi)送往火星，并不一定是2030年，或許2039年呢。所以各位看官可能還得小等個(gè)20多年吶。

而“捕星”任務(wù)會(huì)更近，預(yù)計(jì)發(fā)生在2020年代，屆時(shí)NASA將派遣一艘無(wú)人航天器造訪(fǎng)一顆小行星，并從小行星表面采集一塊直徑約6米的巨石，挪至月球軌道附近，宇航員登上巨石進(jìn)行研究并采集樣本帶回地球。需要明確的是，這個(gè)過(guò)程中，宇航員并不會(huì)直接登陸月球表面，而只會(huì)到達(dá)月球軌道附近。

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“捕星”概念圖

在“捕星”任務(wù)中所使用的飛行器，包括SLS火箭、“獵戶(hù)座”太空艙、太陽(yáng)電推系統(tǒng)，都是以后人類(lèi)登陸火星時(shí)所要用到的關(guān)鍵技術(shù)?！安缎恰睂?shí)則是為前往火星技術(shù)的“試驗(yàn)場(chǎng)”。而且，到時(shí)人類(lèi)登上的巨石，也將是人類(lèi)到達(dá)太空中的最遙遠(yuǎn)的距離。

所以，好像NASA做的事情看起來(lái)很繁雜，一會(huì)要登月，一會(huì)要捕捉小行星，其實(shí)都是在為登陸火星做著準(zhǔn)備。

那么“捕星”任務(wù)進(jìn)行到哪個(gè)階段了呢？

答案是：還在被稱(chēng)作“EM-1 ”的試驗(yàn)階段。

EM-1任務(wù)：史上最強(qiáng)SLS火箭

這個(gè)試驗(yàn)階段的項(xiàng)目被稱(chēng)為是EM-1（Explore Mission-1）：把未載人的“獵戶(hù)座”太空艙發(fā)射升空，讓其圍繞月球逆行軌道運(yùn)行，最終返回地球。

以下是的EM-1任務(wù)的演示圖：

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屆時(shí)，“獵戶(hù)座”太空艙將到達(dá)離地球表面28萬(wàn)英里（約45萬(wàn)公里）的月球軌道中，在此前人類(lèi)的最遠(yuǎn)的太空足跡是阿波羅11號(hào)到達(dá)的距地球24.9萬(wàn)英里（約40萬(wàn)公里）。

而將“獵戶(hù)座”太空艙發(fā)射升空的SLS系統(tǒng)，就是今年媒體們多次報(bào)道的所謂“史上最強(qiáng)火箭”。這個(gè)稱(chēng)號(hào)并不過(guò)分，它確實(shí)是最強(qiáng)，而且必須是最強(qiáng)。

機(jī)器人探測(cè)器已經(jīng)在火星上待了40多年，所以將小型飛行器放到火星不是什么難事，但是把人放上去就不一樣。人要在火星生存，就需要氧氣、食物、住宿、防輻射等各種維持生命的系統(tǒng)，統(tǒng)統(tǒng)將這些物資運(yùn)往火星所需要的火箭就不是一般的量級(jí)了。

具體而言，SLS強(qiáng)在哪里呢？

與將美國(guó)宇航員送往月球的土星五號(hào)火箭相比，SLS載人的版本高322英尺（約98米），推力是880萬(wàn)磅（約3990噸），比土星五號(hào)多出17%，有效載荷70噸，大約相當(dāng)于40輛SUV車(chē)的重量，比土星五號(hào)多出45%。

下圖的右邊，顯示了SLS的基本構(gòu)造：

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火箭頂部是“獵戶(hù)座”號(hào)太空船，屆時(shí)里面將乘坐4名宇航員。
中間藍(lán)色和紅色的部分被稱(chēng)為火箭的“核心級(jí)”（Core Stage），其實(shí)就是燃料罐，里面裝滿(mǎn)了火箭推進(jìn)過(guò)程中所需要的燃料：藍(lán)色罐里裝的是19.6萬(wàn)加侖的LOX，紅色罐里裝填的是53.7萬(wàn)加侖的LH2。
最底層就是四個(gè)RS-25引擎了，兩邊是2個(gè)固體推進(jìn)器（SRB）。RS-25引擎的主要建造商是Aerojet Rocketdyne公司，為美國(guó)傳統(tǒng)的軍火公司，而固體推進(jìn)器的主要建造商是Orbital ATK。

目前，我們?cè)谛侣劺镆?jiàn)到的“測(cè)試火箭”大部分指的是測(cè)試引擎和固體推進(jìn)器。按計(jì)劃，光是RS-25引擎就要進(jìn)行6次測(cè)試，最近8月19日的測(cè)試是第3次，而在接下來(lái)的幾個(gè)月時(shí)間里將還會(huì)有3次測(cè)試。（所以旁友們?nèi)绻倏吹筋?lèi)似“NASA測(cè)試火箭成功，人類(lèi)移民火星指日可待”這種新聞標(biāo)題，可以高冷得表示呵呵了，大量的可重復(fù)測(cè)試是基本工作好么。）

不過(guò)，火箭引擎測(cè)試，為什么會(huì)選在圣·路易斯海灣這么風(fēng)景秀麗的地方呢？不怕污染么？

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8月19日RS-25引擎點(diǎn)火測(cè)試圖片

這是因?yàn)镽S-25的燃料都是無(wú)污染的。它使用的燃料只有液態(tài)氧（Liquid Oxygen，LOX ）和液態(tài)氫（Liquid hydrogen，LH2），燃燒之后的產(chǎn)物只是水蒸汽而已，而由于其量巨大，發(fā)射中心到時(shí)候真的會(huì)形成一陣大雨從天而降。

而固體推進(jìn)器也進(jìn)行過(guò)2次測(cè)試了，最近一次測(cè)試發(fā)生在今年6月，每個(gè)助推器的推力可達(dá)360萬(wàn)磅（約1633噸）。這是當(dāng)時(shí)固體推進(jìn)器測(cè)試的場(chǎng)景，測(cè)試結(jié)果比較成功。

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