很多朋友可能會插上想象的翅膀,進入科幻頻道,認為“深空門戶”會不會就是傳說中的超時空傳送門呢?對這種懷有超前眼光的朋友,我表示敬佩和欣賞,但要迎頭潑一盆子冷水,讓他們回到現實中。
因為所謂“深空門戶”是我們現實中的東西,是從現實傳送到現實的門戶。這個“門戶”已經開建了,很可能明年就要開始組裝了。這個所謂“深空門戶”是一個新建造的月球軌道空間站,有人把這個空間站叫作“深空之門”,也有的稱為“深空門戶”。本文暫時採用“深空門戶”一說,並簡稱“門戶”。
深空門戶空間站長得啥樣子?
首先,各位不要以為這個高大上的“門戶”會很大很壯觀,實際上這個“門戶”很小,不但遠遠沒有國際空間站大,甚至也沒有我國的空間站大。
NASA(美國國家宇航局)在其網站上釋出了一組這個“門戶”的圖片,展示了2024年限月球發射的樣子(見上圖)。從外形來看,這個“門戶”有點像小號的國際空間站,主要有4個模組組成,即:動力推進模組、居住模組、貨物物流模組、艙外活動模組。
有人說,如果把國際空間站比作一個豪華大酒店,“門戶”就有點像路邊小旅館了。還有的把國際空間站比喻為6居室,而“門戶”則為一居室。這樣,大家就對這個“門戶”有一個比較直觀的概念了。
“門戶”內部空間比較狹窄,最多隻能容納4位宇航員在裡面工作,且他們只能共享一些生活設施。當然這只是剛開始的模樣,隨著後續建設,這個門戶空間站可能會對接越來越多的艙室,因此也會變得越來越大。
深空門戶參與建設的國家和運作方式
深空門戶空間站實際上是延續了國際空間站的合作模式,依然由老美主導,16個國家參與,包括曾揚言要退出國際空間站合作的俄國也依然參與其中。這16個國家是美國、俄羅斯、11個歐洲航天局成員國(法國、德國、義大利、英國、比利時、丹麥、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士)、日本、加拿大和巴西。
在深空門戶空間站建設中,各國承擔的建設任務分工大致為:
動力和推進艙(PPE)由美國建造;通訊和燃料補給模組(ESPRIT)由歐空局建造;開發利用模組由美國建造;國際居住艙由歐空局與日本合建;貨運補給模組由美國和日本建造;機械臂由加拿大建造;美國居住艙由美國建造;多功能氣密艙由俄羅斯建造;獵戶座飛船由美國建造;獵戶座服務模組由歐空局建造。(見上圖)
從各國承擔的任務來看,未來的“門戶”將會比現在展示的四個艙段組成要複雜得多。在這個空間站上,既可以對接馬斯克那巨型的星艦,也可以對接NASA用於地球與月球之間的主要“公共汽車”獵戶座飛船,還可以對接俄羅斯飛船。(下圖)
未來的載人登月將完全改變上世紀載人登月的模式。上世紀登月模式為:由飛船直接送達,飛船自帶登陸器,直接釋放登陸器登陸月球,然後又接回宇航員,進入飛船,拋棄登月艙後飛回地球。
而有了“門戶”後的登月模式為:用飛船將宇航員送到“門戶”,再用穿梭機從門戶接宇航員和貨物下降到月球,完成任務,又用穿梭機將人員或貨物接回到“門戶”,再用飛船將將人員接回地球。
現在已經基本確定,未來從地球上接送宇航員到“門戶”的飛船是NASA開發的獵戶座,一次可以運送6名宇航員;而承接從“門戶”到月表穿梭任務的是馬斯克SpaceX公司的SN巨型星艦,這是一次可運載100名乘客或100噸貨物的龐然大物。
如果屆時“門戶”還不能承擔對接任務,SN星艦就將會與獵戶座飛船直接對接。
SpaceX公司已經取得NASA“阿爾忒彌斯”計劃月球登陸器的唯一供應商合同,因此馬斯克的巨型飛船很可能成為月表與“門戶”之間的穿梭機。屆時會有一個奇妙的現象出現在月球上空,巨大的SN星艦對接在瘦小的“門戶”上,甚至對接在渺小的獵戶座飛船上,看起來很是怪異。(上圖:SN星艦與獵戶座對接)
深空門戶空間站的建設計劃和進度
阿爾忒彌斯計劃是由美國政府資助的一個載人航天專案,目標是在2024年將宇航員平安送上月球並返回,在月球及其月球軌道建立常態化駐留機制,併為2033年左右實現火星載人登陸任務做準備。
“門戶”建設就是阿爾忒彌斯計劃的一個子項,也是一個關鍵環節。根據NASA公佈的計劃,建設週期是從2019年開始,到2026年基本完成。爭取在2024年載人登月任務中能夠作為中繼站使用。
現在,美國負責建造的核心艙PPE、居住艙等模組都已經招標確定了製造商。PPE由馬克薩技術公司以3.75億美元中標;居住艙則由格魯曼公司和洛克·馬丁公司分別製造。
據NASA披露的訊息,這些模組的製造都在進行中,PPE採用電推模式,格魯曼公司的居住艙採用已有的“天鵝座”貨運飛船改建,洛克·馬丁公司的居住艙採用太空梭貨櫃艙改建,因此都很快,這兩個居住艙前者較小,只能供宇航員居住30-60天,後者可供4位宇航員居住3個月以上。
根據計劃,2019年NASA的太空發射系統(SLS)進行第一次發射,將無人乘坐獵戶座飛船送入太空進行測試,任務代號為EM-1(探索任務1號);2021~2023年,進行EM-2號任務,實現獵戶座飛船載人飛行,在地球低軌道工作3周;2024年實現EM-3號任務,就是把4名宇航員和PPE、居住艙送入月球軌道,組成初步“門戶”;2025~2026年,實現EM-4~EM-5號任務,分別將物流艙和氣密艙送到“門戶”對接。
這些計劃能如期實現嗎?據現在進展情況,可能由於資金、官司、宇航服加工製作等因素,有可能登月會有延遲,但總體計劃都在推進,即便真的推遲,也可能控制在1年之內。
深空門戶空間站的意義
“門戶”與國際空間站不同的是:國際空間站只是在地球軌道約400km高空的一座實驗室,研究的專案主要是有關地球與附近空間的課題;而“門戶”則遠離地球軌道,執行在地月軌道上,是距離地球更遠,研究課題為更深空間的專案。
“門戶”的執行軌道在距離地球30多萬km處,近月點為1500km,遠月點為70000km的軌道上,人們把這個軌道成為暈軌道,是地月連線的平動點附近,也就是地月引力平衡的拉格朗日點之間執行。
這裡的環境與國際空間站所處位置完全不同,除了距離地球遠,更重要的是脫離了地球磁層的保護,太空輻射更厲害,因此“門戶”的防輻射措施要求更高;但這裡沒有地球軌道那些太空垃圾,無須配備國際空間站那些防止小隕石和太空垃圾撞擊的設施。
宇航員在“門戶”工作活動,象徵著人類邁出了家門口,向更深層次空間邁進。人類能否適應在原離地球的太空長期活動,宇航員可以在“門戶”駐留1年以上,以檢驗“門戶”的防護能力以及人類的適應能力。
這樣為人類未來走向火星甚至更遠的星球探險,有了一個良好的實驗基地。而且未來從火星等遙遠星球帶回的樣品,也將在這裡進行檢驗和實驗,經過處理後的樣品確保安全才送回地球,可以最大限度避免可能對地球造成的汙染。
因此,“門戶”就是未來太空的一個“船塢”和跳板,甚至未來走向深空的宇宙飛船都是在這裡組裝出發,而遠方回來的地球人類,到了這裡就算到家了,歇歇腳,然後搭乘“公交”回家;而未來的火星人或外星人,來地球訪問,這裡就是海關,他們也將在這裡下船,接受檢查後才能“入關”。
這些都是後話,當這個“後話”進入執行時,“門戶”肯定不止這麼大了。
而目前最主要的任務,還是作為月球基地和登月的中繼站,成為2024年左右人類重返月球,並在上面開始建設月球基地的重要轉運站,同時為訓練2033年前往火星的宇航員們起到重要作用。
這幾年,深空探險和開發計劃不斷湧現,而且那個“異類”馬斯克更是常爆驚人之舉,巨大的星艦實驗成功,一下子把人類火星移民計劃從科幻拉到了眼前,中國的空間站也正在遨遊太空,可以預見,未來幾年,人類進軍新的太空領域將好戲連臺,這些好戲,包括“門戶”能否如期建成,我們拭目以待。
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