美國要建的月球空間站並不在月球軌道上，這條奇怪的軌道玄機何在

上周來自SpaceX，藍色起源和聯合發射聯盟公司的代表了參加了由NASA舉辦的研討會，會議的主題是探討未來人類在月球上的存在。這不僅僅是關於地球人如何在月球生存的問題，人類在月球停留多久或者他們將做什麼，雖然包含在討論之列，更有趣的是，NASA還將決定宇航員將從月球軌道到月球表面的旅行方式。未來採用的下一代月球著陸器也正在評估當中。

現在的計劃與阿波羅完全不同，阿波羅任務的模式是發送一對宇宙飛船到月球軌道，其中一艘將會到達月球表面，然後返回母船，最後再返回地球。然而下一個探月時代將不再是如此簡單，而是從順月空間軌道上的一個通道開始，這條軌道是如此奇怪，以至於讓我們想明白NASA如此選擇的玄機所在。

到現在為止，我們大多數人都知道阿波羅任務是如何進行的。土星五號從佛羅里達州肯尼迪角起飛，環繞地球飛行一圈左右，然後重新點燃它的發動機，奔向月球。經過三天的旅程，阿波羅指揮艙會進入一個近赤道月球軌道，把著陸器送上月球表面，然後在那裡停靠1到3天，最後飛回地球。

載人阿波羅號任務，歷史上的著陸點

赤道是登陸月球的最容易的地方，最初三個阿波羅載人登陸月球任務，阿波羅11號、12號和14號 ，都是在月球赤道附近幾度的範圍之內著陸的。後來的任務著陸位置向北移動，但是到目前為止只有阿波羅15號降落在北緯26°。雖說美國人已經探索了月球，但這個說法就好像一個外國人去過了中國首都北京，就說他去過了中國一樣。

事實上在月球上氣候較為溫和的地區仍然有很多有趣的現象值得探索，特別是在月球兩極的隕石坑下面水冰的存在。可惜美國人也並未涉足這些地區，部分原因是當時的技術限制。理論上阿波羅可以在兩極著陸。它也可以降落在赤道上。然而在中緯度著陸挑戰會更大些，要到達這些緯度，指令艙的軌道傾角必須與0和90度之間的距離一樣遠，不過阿波羅號的設計並不是為中緯度著陸而建造的。

近直線光環軌道，以月球為中心

現在美國宇宙局關於未來登月的新計劃並不是直接登月。相反未來的月球漫步車將首先訪問近直線光環軌道的「月球深空門戶」。什麼是近直線光環軌道(NRHO)? 這需要一點時間解釋，但這麼做肯定是很值得的。任何三個天體組成的系統中都有穩定的共軌，太陽系中已經有數百個這樣的天體。

讓我們做一個思維實驗，想像一下你站在太陽的表面。在你的正上方，大約5個天文單位（AU)之外是木星。如果你畫一個等邊三角形，每個邊長5個天文單位，你會發現一群小行星或者尾隨或者引領木星。

它們就是是特洛伊小行星，由於木星巨大的質量吸引，這些小行星的軌道非常穩定。它們也在圍繞繞拉格朗日點運行，木星之前的L4點和在木星之後的L5點。 在任何軌道上都另外有3個穩定的點，但最重要的是L1和L2，在日地系統中，這些點可以用於太陽監測衛星的，所以詹姆斯韋伯太空望遠鏡最終將會懸掛在地球-太陽的L2點周圍，或者處在160萬公里遠的地球陰影中。

拉格朗日點在數學上是真實存在的，與此同時在實踐中，繞這些點運行要容易得多。這正是「月球深空門戶」將要做的。近直線光環軌道（NRHO)是地球-月球L2軌道的一個特例，它看起來似乎是一個奇怪的月球極地軌道，繞軌一圈需要6到8天。

從最簡單的角度來看，NRHO看起來像一個圍繞月球的高度偏心的極軌道，其近拱距約為3200公里，遠拱點約為其10倍。不過這個軌道並不是月球軌道。數學上說，它仍然是繞地月L2點的軌道。它需要比進入月球軌道更多的能量，但它有著奇妙的好處。無論是目前正在飛行的還是正在測試的運載火箭，都很容易進入這條軌道，它處於對地球、太陽以及深空進行觀測的有利位置，與地球進行通信十分容易，所以NRHO軌道可以作為在月球遠端運行的中繼站。

由於這是一個繞地月L2的軌道，所以它本質上很不穩定，需要一些燃料來維持軌道運行。雖然這是一個問題，但正如阿波羅任務所發現的，幾乎所有環繞月球的軌道都是不穩定的，都需要燃料來維持航天器軌道。

不久的將來，NASA將會建成繞月球運行的空間站。如果你長時間觀察，它可能看起來像在月球軌道上運行，但實際上它並不在。這個軌道將會是去往月球的路上的第一個停靠站所處的軌道。與阿波羅任務不同的是,這個月球深空門戶將可以帶人類去月球的任何地方, 無論是去探測困在月球兩極的水冰,還是去月球的遠端，或者重溫月球上的人類著陸點等歷史地標。

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