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載人航天的未來:月球火星小行星

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在57年的發展歷程中,從載人飛船到空間站,世界載人航天取得了巨大的成就:

掌握了空間大結構組合體的裝配和應用技術,使人在軌駐留成為常態(乘組輪換);

實現了載人登月;

驗證了可重複使用載人航天系統的研製和使用技術;

完成了大規模的空間科研和試驗計劃;

驗證了人造地球衛星的維護和維修技術;

創建了國際一體化航天飛行地面保障設施;

保障了非職業航天員的太空之行;

開展了空間國際合作。

國際空間站

我們為半個多世紀的巨大成就而自豪,但在探索宇宙的征途中,一切才剛剛起步。正如著名學者和作家阿瑟·克拉克說的那樣,「航天紀元才剛剛開始」。

未來載人航天幾個主要的發展方向包括:

保障人進入近地空間,進一步開發近地空間的潛力;

開發月球,開發近月空間(建立月球基地);

向小行星和拉格朗日點飛行(走向深空的第一步);

飛向火星(人登陸火星並建立火星基地)。

火星漫遊車

在未來100年,職業航天員的訓練和飛行主要針對的是進行新的軌道飛行、完成深空探索任務,包括月球、小行星、拉格朗日點、火星,同時也要為太空旅遊提供保障。

中國順利進行了軌道飛行,接下來將進行空間站建設,並進行登月計劃的制定和論證。在22世紀到來之前,職業航天員的飛行數量預計將達到數千次,而太空遊客的數量將達到數十萬人。

在未來的100年,職業航天員也將開始執行更複雜、更具挑戰性的考察任務,比如進行軌道飛行(人造地球衛星軌道);向月球飛行並登月;在月球基地進行考察;向小行星飛行;向拉格朗日點飛行(科學研究,太空望遠鏡的技術維護和維修);向火星飛行;登陸火星。

小行星探測

基於當前的科技發展水平,月球計劃(包括建立首個月球基地)可能會在2030到2035年左右實施。未來月球還可能成為更廣泛的科學研究及驗證火星探索技術的平台。

火星計劃還需要更廣泛的科學技術論證,既要論證其技術上的可行性,也要論證航天員的安全保障。鑒於火星項目具有超常的複雜性和危險性,以及需要高額的經費,因此該計劃應該成為國際化項目。

所謂深空探索,就是通過人在深空開展活動掌握其行星上的資源,了解其特性和環境,以解決科學、技術、經濟和其他問題。在開發月球和深空探索中,人主要充當開拓者、研究者和試驗者的角色。人(航天員,乘員)應當是為開發月球或深空探索而建立的永久性基地中的一個有機組成部分,在這種條件下,人的生活和工作應當是安全、高效和舒適的。

為了順利開展未來人向深空的飛行任務,必須樹立新的航天員選拔理念,開發新的方法,建立新的航天員訓練器材和綜合的訓練方法(實物的、虛擬的及飛行訓練器、月球和火星模擬器),訓練在月球上進行安全的生產活動,開發可靠和輕便的生命保障系統,開發和實施航天員深空飛行醫學心理學保障的原則和方法,開發和實施航天員深空飛行結束後的康復方法,制定航天員長年職業活動的保障原則。當今,科學技術的發展水平、現行的技術工藝,以及在航天員職業活動保障領域的技術儲備,可以保障在近年內啟動探月和深空探索任務。

國際空間站航天員選拔、訓練與飛行後康復

近年來,關於月球探測特別值得一提的是,日本航天器「月女神」在月球表面找到了一個直徑為65米、深達100米的洞。如果在月球曾經發生過火山變化過程,那麼不難推測,所發現的洞就是火山熔岩洞的入口。在這種岩洞里可以安置生物和工作隔艙,可以有效地防護輻射的作用,這樣就能夠解決一個月球上最為重要的生命保障問題。如果洞的拱頂厚度達到1~2m,則洞內的溫度應當是恆定的(-30℃~40℃),這對於生命保障也是非常重要的。

在岩洞中建立月球基地可能有幾種方法,其中建立充氣式結構的月球基地基本生活和工作艙是最實用和最安全的。開發此類岩洞最佳的方案是,利用機器人完成艙室安放和充氣,航天員盡量少參與或根本不參與。航天員主要負責進行啟封,安裝,將服務、科研和生活設備調製到工作狀態。登陸小行星也許是深空探索的重要步驟,美國專家多次表現出對該項目的興趣,NASA持續在水下開展了航天員在小行星表面的模擬活動。

研製下一代深空居住艙

來源:太空夢想


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