导读 阿尔忒弥斯计划宇航服开发难产,美国2024年再登月计划泡汤 2021年8月10日,NASA监察总监办公室(NASA OIG)发表了一份文件

阿尔忒弥斯计划宇航服开发难产,美国2024年再登月计划泡汤

2021年8月10日,NASA监察总监办公室(NASA OIG)发表了一份文件,其内容是,计划由 女性 参与的载人月球探测“ 阿尔忒弥斯计划 ”将很难在2024年实现阿波罗计划以来的载人登月再着陆任务。由于新型冠状病毒感染的扩大和预算问题,新型宇航服的开发出现了大幅度的延迟,据说就宇航服这一项目,最快也要到2025年4月左右才能完成。

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NASA正在开发新型宇航服“Exploration Extravehicular Mobility Unit (xEMU)”,以应对 载人月球探测计划 和 未来的火星载人探测 等。它是 大约45年前为了航天飞机计划而开发的宇航服 ,经过不断地修改,取代了至今在国际宇宙空间站(ISS)使用的舱外活动单元“EMU”。EMU和xEMU在人类进入宇宙活动时保护宇航员,提供氧气等生命必需的功能,虽然被称为宇航服,但也可以说是小型宇宙飞船。

从佩戴xEMU收集月球表面样本的宇航员概念图来看,采取膝盖贴地的姿势等,柔软度得到了提高。xEMU由宇航员穿着的压力服部分的“ xPGS ”、像背包一样背负的便携式生命维持装置“ xPLSS ”、进行通信和数据记录的“ xINFO ”等部分构成。与现在的EMU相比,新款宇航服下半身的可动性更高,可以弯曲膝盖。不需要像在月球上弹跳般移动的“兔子跳跃”之类的动作,也可以进行用铲子在月球地表进行取样的活动。舱外活动时间从现在的7.5小时增加到9小时。

新型宇航服尺寸的展开也变得丰富了。长期使用的EMU,特别是被称为“硬上躯干”的躯体部分的尺寸展开非常少,有不适合女性和身材矮小的宇航员使用的情况,成为了许多宇航员无法参加船外活动的主要原因。在包括女性在内的宇航员登月的 阿尔忒弥斯计划 中,新型宇航服的开发和大量的尺寸拓展是必不可少的要素。NASA从2007年开始进行新型宇航服的开发,由原EMU的开发商 ILC Dover 为首的27家企业、大学、研究机构参与其中。

2017年,NASA决定在NASA内部开发 xEMU ,在ISS(国际空间站)进行宇宙验证,并准备在 阿尔忒弥斯计划 中实际使用 两具xEMU 。用于飞行的 两具xEMU 预定在2023年3月之前准备。

但是,面向 阿尔忒弥斯计划 最初的宇航员登月任务 “阿尔忒弥斯3” 的xEMU开发,据说现在发生了20个月左右的延迟。根据OIG的文件,其中一个原因是新型冠状病毒感染症导致NASA的主要设施有一段时间被关闭。还有一个就是开发费用的问题。

从2007年开始开发新型宇宙服到2020年底所花费的开发费用为4亿2010万美元。另外,到2025年度两具xEMU投入使用为止,开发和验证费用需要6亿2520万美元,开发费用总额预计要超过10亿美元。费用虽然是分年度执行的,但是2021年度预定的2亿900万美元被减到1亿5000万美元等,存在不按要求下预算的情况。这导致了进一步的开发延迟。

此外,在生命维持装置“ xPLSS ”中反映了原型的评估而修正了设计,所以与SpaceX的共同开发的月面着陆系统“HLS”相适应的接口设计等作业也发生了变化,因此技术上的要求变更,致使了相关项目的大幅度延迟。由于还没有正式决定 “阿尔忒弥斯3” 任务中宇航员的着陆地点在月球表面的哪个位置,所以还存在着宇航服的靴子设计无法填充等不确定因素。截至2021年春季, xEMU 计划于2024年11月交付至美国佛罗里达州肯尼迪航天中心,届时 阿尔忒弥斯3 飞船将在此发射升空,预计将登上月球。

OIG指出,考虑到到目前为止的开发延迟状况,以及今后开始的宇航服试验阶段出现设计修改和变更的情况,原计划“2024年下半年登月任务是现在看来是不可能实现的了”。针对OIG的指责,NASA载人航天部门的负责人凯瑟琳·里德斯回应说,他同意修改宇航服开发的时间表。另外,他还说:“将在最初的载人 阿尔忒弥斯 任务之前进行(宇航服的)实证试验”。

Spacex的CEO埃隆·马斯克在NASA OIG的文件公布后,在推特上回应说:“如果有必要,Spacex会接手的。”。SpaceX 已经宣布它是一家对 xEMU 感兴趣的公司。可以说,研发宇航服是一个自然的方向,这是载人 探索 必不可少的一个环节。其中SpaceX的目标是开发航天器,瞄准月球着陆器和未来的载人火星 探索 。

美国2024年重返月球希望破灭

美国宇航局监察长办公室 (OIG) 发布了一份新报告,由于新的宇航服开发预计会出现延迟,NASA希望在2024年将人类送上月球是“不可行的”。

在OIG于周二(8 月 10 日)发布的这份新报告中,美国宇航局监察长对该机构的下一代太空服的开发进行了审计,称为 探索 舱外机动装置 (xEMU)。美国宇航局正在制造这些太空服,作为该机构阿尔忒弥斯计划的一部分,该机构曾表示该计划将在 2024年期间将人类送到月球表面。然而,根据这一评估,这个时间表不仅不太可能,甚至是不可能的。

新宇航服的开发是实现美国宇航局将人类送回月球,继续在国际空间站上外安装维修科学设备以及 探索 火星和其他深空位置的目标的关键组成部分。目前空间站宇航员轮换穿宇航服是 45 年前为 NASA 航天飞机开发设计的,NASA 开发新宇航服对于未来太空任务和计划的安全性和效率至关重要。因此,在过去的 14 年中,NASA 一直在开发这种下一代替代产品。

然而,在开发这些宇航服的过程中遇到的障碍可能会使 NASA 雄心勃勃的登月计划搁置。一个主要障碍是预算。

尽管在过去的九年期间在舱外宇航服开发上花费了近 4.2 亿美元,NASA 的目标是再投资 6.252 亿美元用于开发这些舱外宇航服,总额超过 10 亿美元,但 OIG 仍然认为 NASA 无法满足其目前充满希望的 2024 年登月计划。除了大量的预算问题外,在设计、验证和测试宇航服以及制作两套“资格套装”、空间站演示服和两套月球服方面延迟约 20 个月。这些延误归因于资金短缺、疫情影响和技术挑战,已经没有为在 2024 年重返月球留下任何时间表余地,预计要推迟到 2025 年 4 月才能飞行。

由于 NASA 不能按计划重返月球,对于商业合作伙伴负责太空运输的 SpaceX 产生重大影响。SpaceX创始人埃隆·马斯克表示愿意合作开发新的宇航服,他在推特上写道:“如果需要,SpaceX 可以做到。”

NASA新登月计划是什么?美国阿尔忒弥斯1号什么时候发射?

此前,美国宇航局宣布将重启登月计划,并最终在 2024 年实现载人登月计划。现在,美国宇航局已经详细说明了他们的计划。 2024年载人登月计划将需要空间发射系统重型火箭和猎户座飞船的3次发射,已经在开发的探索任务是第一步。 由于火箭核心级组件的问题,EM-1 任务遭受了延误,但 NASA 已经在采取措施——例如核心级组件的水平组装——以尽量减少延误。

美国宇航局宣布,新一代月球火箭“太空发射系统”将于2022年8月29日随“猎户座”飞船发射,执行“阿尔忒弥斯一号”绕月无人飞行试验任务。 计划于 2022 年 9 月 2 日或 5 日发射。

这次的登月计划就是在2024年将宇航员送上月球,而且也将会加强对于月球的探索,先在21年11月开展一次无人飞行,在2023年之后携带宇航员绕月飞行,但是不会在月球上登陆,24年之后在月球上着陆进行2~5次的舱外活动;预计是在9月4号发射。

计划在9月3日的时候发射,想要通过这种方式完成登月任务,解决引擎问题。

2024年重返月球,美国宇航局面临哪些挑战?两大任务必须完成

根据NASA的消息,他们正在紧锣密鼓地筹备着阿尔忒弥斯计划,旨在重新返回月球,并且在月球建立人类的基地。这个计划中包含的一个重要任务,那就是2024年重新实施的载人登月。根据他们的公告,2024年还将首次有女性踏上月球表面。

这项计划可以说非常振奋人心,但是其中的挑战也是不得不面对的问题。连NASA局长吉姆·布里登斯廷也表示:“这个时间表还是比较紧张的,我们有可能完成吗?有。这要求一切都不能有任何差池吗?是的。”

而他所谓的“差池”,首先就出现在钱上。毕竟载人登月是个极其巨大的工程,而且要用尽全力保护宇航员的生命安全,所以必须要把所有方面都做到万无一失才可以。这样的研发,自然离不开巨额的资金。据了解,NASA正准备向美国政府再申请280亿美元的资金,至于能不能获批……

而且,如果你知道完整的阿尔忒弥斯计划,就不会觉得这个数字过于高昂。根 据NASA的设想,当他们重返月球表面后,要实现每年至少一次的载人登月工程,借此实现在2030年左右建立一个永久性的月球前哨站,或者说是一个简单的月球基地。 不仅如此,他们还将在月球上空建立一个月球空间站,名为“ 门户 (gateway)”,这可以降低登月成本、提高登月效率。

这里的每一个项目,都不可能是一个“省油的灯”。更何况,NASA同时还肩负着另一个重大的项目——2034年左右载人登陆火星!同样的,这也不是一个单独的计划,他们还要在此前发射更多的火星车等探测器,才能保证人类在火星表面的生存,这也要花掉大笔的费用,挤压阿尔忒弥斯计划的资金空间。

显然,美国政府能给NASA批多少资金,还是要看他们的GDP。不过,看看今年疫情带来的经济下滑……

好吧,我们还是回到技术层面吧。

要实现载人登月,NASA必须做好一切提前的准备,包括一系列的实验性任务。

根据计划, 阿尔忒弥斯计划将在2021年11月迎来第一个任务,也就是阿尔忒弥斯1号。该项目将对未来执行载人登月任务的火箭(太空发射系统,简称SLS)和飞船(猎户座号)进行测试,它们不会搭载任何宇航员,但是猎户座号飞船将会绕月飞行3天,并且进行返回地球的测试。

2023年8月,NASA的测试将会更进一步。届时将会有宇航员登上太空船,进行阿尔忒弥斯计划的首次载人测试。不过,猎户座号不会真的把他们送到月球表面,而是飞到距离地球约40万公里处——这已经比以往几次载人登月的飞行距离还要更远了。在这个位置上,太空船就会在地球引力的作用下掉头回来,最终重新回到地表。这一次的测试任务,将总共持续约10天的时间,它将确保未来登陆到月球的宇航员能够回到地球。

只有顺利完成这两次任务,NASA才敢真的把宇航员送上月球。2024年,搭载着宇航员的猎户座号太空船,将由SLS火箭发射升空。

关于这些宇航员的登陆地点,目前还有一点点小的争议。尽管有说法认为,他们会在当初阿波罗计划选择的区域进行降落,但是更多的消息指出,他们将会史无前例地在 月球南极 登陆。如果这样的登陆成功,那将是 历史 性的时刻,因为直到现在,还没有任何人或者机器人到过这里。

根据阿尔忒弥斯计划的要求,研发人员必须为这些宇航员在登陆后准备能够维持一周时间的生命支持。这里不仅仅包括食物和水源,还包括供氧系统,电力系统以及其他方方面面的内容。这也是他们更倾向于选择在月球南极登陆的原因之一。这里很可能有一些未被阳光融化的水冰,宇航员可以借此获得水资源,并且通过电解水的方式获得氧气。同时,电解的另一个产物氢气,或许也可以补充一些能源。

太空环境极其复杂,也非常危险。为了保护好宇航员,宇航服将是第一道也是最后一道关卡,这也是阻碍载人登月项目的重要挑战之一。

多年以来,NASA都在努力研发新一代的宇航服,最近也对外公布了一些信息。从外形上看,新一代宇航服和当初阿波罗计划有点相似,并且同样垫上了厚厚的尿不湿,以帮助宇航员更方便地解决排泄问题。

但是,新一代宇航服要比当初的更加方便、灵活一些,这可以帮助宇航员更高效地执行包括太空行走在内的各种太空任务。另外,新宇航服还会很多设备进行了升级,比如头盔内的通信系统,也比过去要更先进一些。

人类之所以千辛万苦要登陆月球,自然是为了巨额的回报。诚然, 探索 月球可以让我们更好地了解太阳系起源等宇宙问题,但这只是月球能够给我们带来的回报的一小部分。

探月工程可以让我们越来越好地掌握太空 探索 技术,从而建立一个月球基地。 这个月球基地或许可以帮助我们缓解地球的生存压力,更重要的是,月球是我们前往宇宙的码头。月球背面永远看不见地球,同时也完美地屏蔽了来自地球电子设备和地磁场的电磁干扰,是人类下一代望远镜绝佳的选址。月球的重力只有地球1/6,如果从月球发射航天器,将可以大幅节省能源,让人类走得更远。

更重要的是,月球上还有极其丰富的资源——氦-3。这些氦-3资源是完美的核聚变反应堆能源,而且月球的储量足够我们使用至少几万年的时间,极大程度上缓解人类面临的能源危机。

正是由于这些原因,才使得世界各国对月球趋之若鹜。谁能率先利用月球资源,谁就能在未来的发展上领先一步。

与此同时,我国的探月计划也在紧张进行中。大约在今年11月,嫦娥五号探测器将会前往月球,它的任务是在我国 历史 上首次实现月表样品采集并且带回地球。同样的,这也可以测试载人登陆月球并且返回地表的任务。

根据计划, 我国可能会在2030年左右尝试载人登月任务 ,虽然比NASA晚了一些,但是一旦成功,将很有可能是世界上第二个实现这一壮举的国家。

就像我们说的,由于月球拥有如此多的巨大优势,世界各国必将争先恐后地前往月球进行开发。谁知道呢,在不远的将来,或许我们就可以前往月球 旅游 度假,也去看看那里到底有没有一个月宫和嫦娥……

2024年让NASA宇航员登上月球,马斯克:我们需要建一个永久性基地

SpaceX是航空航天创新领域的领导者。该公司于2020年将载人航天能力带还给了美国,此前美国宇航局的“亚特兰蒂斯”号航天飞机在近10年前退役。

周五上午,SpaceX第三次向国际空间站发射载人飞船,这是美国宇航局商业载人计划的一部分,该计划旨在使从美国本土发射宇航员进入太空成为常态化。

这是太空 探索 技术公司在该计划下的第二次宇航员操作任务,代号为“Crew-2”,此次任务将发射四名宇航员进入太空,分别代表美国宇航局、欧洲航天局和日本航空航天局。

在成功将“Crew-2”宇航员送入轨道后,SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)与美国宇航局(NASA)官员一起参加了一场新闻发布会,他在会上提到,他相信SpaceX可以在2024年实现美国宇航局的宇航员登月计划。"我想可以的,"他说。“我们的目标是更快,但我认为这实际上是可行的。”

上周,NASA授予SpaceX一份价值29亿美元的合同,根据该机构的阿尔忒弥斯(Artemis)商业载人月球着陆器(HLS)计划,开发一艘星际飞船月球着陆器。

马斯克表示:“被美国国家航空航天局选中,让人类重返月球,这是极大的荣誉。”他说,赢得这份合同“真的很有帮助”,因为“星际飞船”的开发“迄今为止大部分资金都来自内部,而且相当昂贵”。

“距离人类最后一次登上月球已经过去了近半个世纪。这时间太长了,我们需要回到那里,在月球上有一个基地……就像在月球上建立一个永久性的大基地。”马斯克去年表示,“没有必要让早期前往月球的飞船返航。它们可以作为阿尔法(Alpha )月球基地的一部分。”

他还谈到了人类“在火星上建立一座城市,成为一个太空文明,一个多星球生命”的重要性,他激动地说。“我们不想成为单一星球生命之一,我们想成为多星球物种。”

现在,SpaceX正在德克萨斯州南部的一个小村庄博卡奇卡(Boca Chica Beach)开发“星际飞船”,工程师们在那里测试了多艘不锈钢原型机。马斯克说:“我们正在建造很多原型机,可能会摧毁其中一些,但我认为这是会发生的。”“…你可以看到,如果你看了视频,我们已经炸毁了其中一些,”他补充说。

他指的是之前的四个进行了高空飞行测试的原型机(SN8、SN9、SN10、SN11),并在着陆时或着陆后发生了爆炸。但是,每一次飞行测试都为工程师提供了对星际飞船开发的宝贵数据和见解。

该公司现在正准备发射下一个高空原型机星舰SN15,其特点是“经过了数百项改进”,最快下周,SpaceX将再次进行高空飞行测试,请大家关注小天的文章,我将会在第一时间给大家汇报该项目的最新进展。截至目前,SpaceX公司还没有向太空发射过“星际飞船”,但据马斯克说,首次轨道飞行测试可能会在今年夏天进行,敬请期待。