特朗普宣布要重返月球,美国以目前掌握的航天技术能否在2050年前实现载人登月

2024-05-09 08:41

1. 特朗普宣布要重返月球,美国以目前掌握的航天技术能否在2050年前实现载人登月

几十年前阿波罗载人登月怎样上去的不是特别清楚,但说一说目前美国或中国载人登月面临的一些航天技术问题吧: 
月面发射登月舱:这个仍然需要一个像地面火箭发射那样庞大的监控系统,来帮助登月舱返回来寻找正确的方向,帮助他导航。此外月球登月舱返回,现在的计划是建立月球轨道空间站实现中转燃料补给,因此还要先期进行月球轨道空间站的建设和验证。而美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷表示,美国无法独自解决创建地球和月球之间交通系统的问题,目前需要俄罗斯技术支持。
登月舱返回与指令舱轨道对接:在茫茫太空当中,这两个小东西就好像两粒沙尘,要直接对接的几率是很小的。所以这就要求,登月舱在发射升空的过程当中要不断的调整自己的位置,然后还要有一个监控系统来帮助登月舱确定位置,这个过程需要登月舱可以实现精确操控变轨和庞大的月球轨道监控系统来帮助实现,因此不管是美国还是中国,目前都需要在38万公里外的月球轨道进行航天器精确对接试验及技术验证。
月球返回舱返回地球:我们知道近地飞船要返回地球,都是带着接近每秒11.2公里第二宇宙速度落下来的,速度远超过伴地飞行航天器的第一宇宙速度,飞船需要对抗更加严酷的极端高温以及面临如何控制返回地面的时间窗口和行进路线的问题,否则将面临在地球大气中被烧毁的危险。月球返回舱体积都很小,携带的燃料只够进行姿态微调,根本不够用来反向喷射进行减速,即使是美国航天飞机那样的大家伙都没法携带那么多的燃料。而"太空打水漂"减速技术还是近几年中国才掌握的。美国目前这个项目技术试验失败,其再重启这个项目还不知道是什么时候,因此目前美国航天局还没有成熟掌握高超音速航天器"太空打水漂"进行减速的全部技术。
范艾伦辐射带:范艾伦辐射带是指近地空间中环绕地球的两层巨型"轮胎状"的高能粒子辐射层,距地面3000公里到20000公里(和平号空间站轨道高度:距地面300~400公里) 。其内辐射带里高能质子多,外辐射带里高能电子多,外辐射带包含大量速度接近光速、能量高达几个兆电子伏特的电子,分布在距离地心3~8个地球半径的广阔空间区域。辐射带会对人类身体造成巨大伤害,它是人类进行外太空航行的巨大障碍。因此要载人进入深空还需要进一步研究穿越范艾伦辐射带的路线和有效的防辐射措施,并且首先进行动物试验穿越范艾伦辐射带更为稳妥。
因此,2050年前美国想实现载人登月从技术上来讲难度是非常非常大的!
此外有一位真正的航天技术达人讲过相关话题,可以参考一下。载人飞船系统总设计师张柏楠说:载人登月,相信这是全国人民的梦想。从客观角度来讲,载人登月即使到了今天,对于美国人也是非常难的。阿波罗的登月,如果现在客观地评估,可靠性到不了50%,很多结构系数选取得非常低。

特朗普宣布要重返月球,美国以目前掌握的航天技术能否在2050年前实现载人登月

2. 1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗第一次踏上月球,人类首次登月成功。你认为宇航员在月球上不可能完成

21世纪的前20年将是月球探测的又一个高潮,而建立月球基地、开发与利用包括矿产资源在内的月球资源是未来月球探测的主要目标。那么月球上到底有哪些矿产资源呢?其开发前景又如何呢?根据目前的探测结果,月球上的矿产资源极为丰富,其中探测与研究程度较高的有月海玄武岩中的钛铁矿和克里普岩中的稀土元素、钾、磷和铀、钍等。

 
  月海玄武岩是巨大的钛铁矿的储存库。月球表面没有液态水,但由于早期观察者在无法看清月面的情况下,只能凭借丰富的想象力,给月球上许多地方冠上“海”等的名字。实际上所谓的“月海”是月球表面的平原或盆地,是被一种暗色的、称为玄武岩的物质所覆盖的区域。我们一般把这些区域上的玄武岩称为月海玄武岩。根据目前的探测与分析结果,月球上有22个月海都被玄武岩所充填。

  据专家的模式计算,分布在这些月海平原或盆地上的玄武岩的总体积大约有106万立方公里,以目前地球上钛铁矿开采的品位为参考值,通过已有的探测结果特别是“克莱门汀”号月球探测器的多光谱探测数据,可计算出这些玄武岩中钛铁矿达到开发程度的资源量超过100万亿吨。尽管其模式计算的结果带着很大的推测性与不确定性,但可以肯定的是,月海玄武岩确实蕴藏着丰富的钛铁矿,而且,钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,还是生产水和火箭燃料———液氧的主要原料。遗憾的是,目前对月海玄武岩厚度的探测程度很低,影响了月海玄武岩总体积的计算精度,进而影响了钛铁矿开发利用前景评估的可靠性。因此未来的月球探测应侧重于这方面的研究。

  克里普岩是月球主要岩石类型之一,因其富含钾(K)、稀土元素(REE)和磷(P)而得名。此外克里普岩还富含铀、钍放射性元素。根据最近“克莱门汀”号和“月球勘探者”号的探测资料分析,在月球正面风暴洋区域可能就是克里普岩的分布区域,进而对克里普岩出露于月面或近月面进行了成因机制的分析,并估算出其厚度估计有10—20公里。据一些专家的模式计算,克里普岩中稀土元素、钍、铀的资源量分别约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。

  对克里普岩的分布区域目前还有争论,但克里普岩所蕴藏的丰富的稀土元素以及钍、铀是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源。此外,月球上其他岩石还蕴藏着丰富的、极具开发潜力的铝、钙、硅等资源。可见,月球是未来人类矿产资源可持续开发与利用的宝库之一。

开发月球

  大量研究表明,月球有丰富的矿产资源。月球虽然环境恶劣,但也有独特的优点:引力很小,在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低;没有大气,在那里建造天文台能看得更远、更清楚;在那里建造太阳能发电站效率高;月球有丰富的矿藏,能造福人类……总之,月球有巨大的开发价值。
  
  1970年,美国宇航局制定了一个庞大的月球基地计划。1987年,美国女宇航员萨利·赖德受宇航局委托,领导一个小组,较完整地提出了建立月球基地的长远计划。该计划提出,将分3阶段建成月球基地。
  
  首先,90年代对月球进行无人探测,测绘月面图,进行月球化学研究,寻找月球水源,深入研究月球环境,并选定月球基地点。接着,在2000年至2005年载人重返月球,并带来科学与生活设施,开展科学实验、制氧试验,并最终建立生活、居住和研究区。最后,2005年至2010年逐渐建立月球永久性居住基地,其中有闭环生活系统,能开展科研、技术实验、矿产开发、材料加工等。
  
  80年代末期,国际宇航科学院认为,人类全面征服月球的时机已经到来。他们建议在今后的25年内,包括中国在内的各个国家应携起手来,共同努力在月球上建立一个永久的生活区和工作站。这个基地将是一个可供50人至100人居住的生活区,同时也是一个科研站、天文台和生产基地。从长远的观点看,月球基地也将是人类探索火星的出发点。21世纪结束以前,建成具有高度自给能力的月球居民区。
  
  建立月球基地、月球发电站和开发月球资源是艰巨的长期任务。科学家认为,建立月球基地和开发月球不存在很大技术难题。目前,一些国家已经开始新一轮月球探测,并且取得了振奋人心的重大发现。
  
  1990年1月24日,日本发射了第一颗月球探测器“飞天”。这是除美、俄外,其他国家向月球发射的第一颗探测器。1994年1月25日,美国发射“克莱门蒂—1号”月球探测器。这是自阿波罗17号发射以来时隔22年美国首次发射月球探测器。
  
  它最重要的探测结果是:首次在月球上发现有冰存在。这对于建立月球基地有极重要的意义。1998年1月6日,美国又发射“月球勘探者”探测器。美国宇航局公布探测结果时说:月球表面南北两极有大量的冰,贮量可能高达60亿吨,在极区甚至有冰湖存在。这个探测结果可信度很高,令科学家激动不已。
  
  发现月球上有水,对于建造月球基地和开发月球有巨大意义。因为水是人员生活和植物生长的必需品,而且,水经过电解产生的氧和氢,又是火箭发动机的推进剂。如果水的问题解决了,月球基地的建设和人在月球的长期生活,就都有了可靠保证。现在发现月球上有水,使月球基地建设有了现实的基础。

可想而知,在月球能游泳。

而月球的引力仅为地球的六分之一,所以在月球上不能正常走路。

A、走路

3. 美国的航天技术领先世界50年,为何不重启登月计划?

当年美国登月,是因为和苏联竞争世界霸主的地位,美国抢先成功登月,这件事的政治意义大于科技意义。再加上美国登月耗费了太多了人力物力,国家财政不堪重负。再加上带回来了的样本已经足够近代研究,因此才会暂时停止登月计划。接下来从以下几个方面来谈谈我对这件事的看法。

第一个方面,当年美国登月政治意义大于科技,目的已经达到,因此没有必要继续登月。在美国和苏联两个超级大国博弈的时候,美国登月,无异于向全世界宣告美国的霸主地位,不论是科学经济还是文化,都是第一。既然这个政治目的已经达到了,再继续投入也就没有必要了,因此会暂停登月计划。

第二个方面,登月耗资巨大。据说美国的土星五号火箭,造价共计高达60亿美元,相当于美国GDP的十五分之一。而且航天事业投入巨大,短期也无法看到回报和盈利。对于政治家来说这是投入,并不是投资。因此在完成了历史性的登月以后,需要时间来发展经济,储蓄实力。

第三个方面,样本已经足够近代研究,可能需要再有跨越性的科学研究需要时才会再登月。人类登月已经实现了历史意义上的重大进步,接下来的探索方向还不明确,还需要时间继续研究。对于月球的相关事情,也需要时间去一一了解清楚的。
以上就是我对美国的航天技术领先世界50年为何不重启登月计划的看法。其实近代已经再渐渐重启了,毕竟人类对于未知的探索欲是无穷的,而且地球资源由于人口暴涨已经越来越少了,所以也需要探索其他星球的资源。个人观点,望采纳。

美国的航天技术领先世界50年,为何不重启登月计划?

4. 时隔50年,美国重启登月计划,有怎样的意义?

自从1969年7月20日,美国耗费巨资筹划的阿波罗计划,计划将宇航员阿姆斯特朗送上了月球后,实现了人类千百年来的飞天梦。而自从1972年来到现在的40多年里,地球上再也没有人类到达过月球。由于登月所耗费的资金过大,所以,但现在世界上许多国家都暂停了载人登月的计划,然而,美国却未曾放弃过登月。

2017年12月,美国总统正式签署太空政策一号指令,要求美国国家航空航天局重启登月计划,这意味着人类开始准备重返月球。不过以目前我们人类拥有的技术水平,登月的话这其中还存在许多难题。当初在阿波罗计划实行的时候,科学家们设想了四种登月方式。
首先是地球轨道不交会,月球轨道不交会形式。
在这个计划里,诺瓦火箭会推动阿波罗飞行器,直接飞向月球,然后航天器开启动力装置进入预定轨道。最后,登月器则借助制动火箭在月球上实现软着陆。这个方案的优点是飞行过程简单,但是它需要一个推力非常大的运载火箭。

理论上我们需要一个五级火箭,第一级需要8个F1发动机,产生总共5440吨的推力。第二节是两个F1发动机,它们的推力是1360吨左右。第三级是一个S2发动机,之后第四级需要6个SN发动机、第五级则是两个LR115发动机,它可以把205吨有效载荷送入地球轨道,或者是把70吨有效载荷送上月球。但是在阿波罗计划里使用的是土星五号火箭,它的第一级也只有一个F1发动机而已。
更重要的是计划里采用的是五级火箭模式,安全性和可靠性都没有足够的技术保障。所以目前,我们还不能使用这个方案。
月球轨道交会计划
在这个方案里,整个登月飞行器由载人飞船和登月飞船构成。
首先,火箭把阿波罗飞行器发射到停泊轨道。经过短暂调整之后,通过月球转移进入环月轨道。之后,载人飞船需要和登月飞船分离,掉转方向后重新对接,让航天员进入登月舱。然后,载人飞船会分出一个小型登月舱,登陆月球。完成登月和月球考察以后,登月舱从月面上升返回月球轨道。和阿波罗飞行器主体交会对接,最后返回地球。

这个方案给人的最初印象是成功率比较小,不过因为只需要让一个小登月舱着陆。所以推进系统也可以设计得很小,空间飞行器的重量会减轻将近一半。事实上只使用一枚土星五C5箭就足够了。最终NASA采用了这个比较经济的登月方式,但是它对运载火箭的运载能力要求较高。为此,阿波罗计划开发了一种新的重型运载火箭。
目前我们如果想采用这个方案,也需要开发一款运载能力更强的运载火箭,那么我们可不可以分批次运载呢?把航天器的重量分散开,这样的话就不需要大型火箭了。有效载荷分成几批运送到月球轨道,然后在环月轨道对接组装。航天员从载人飞船进入登月飞船,通过月面下降级下降到月面。工作结束后,通过月面上升级进入环月轨道,之后,载人飞船进入月地返回轨道。
在到达地球附近时,抛掉推进舱,返回舱进入地球大气层,依靠大气阻力减速并开伞降落地面。看起来这种方法的确可行,但是实际上它增加了环月轨道交会的次数。要知道地球距离月球有38.4万公里,地月通信肯定有时间延迟。相比较近地轨道交会对接,月球轨道交会对接困难更大,所以这个方案也无法实行。
地球轨道交会法
在这个方案里,科学家会在近地轨道对接航天器,相比在月轨上对接,在近地轨道拼接的技术难度要小很多。但是在这个方案里,我们需要频繁地发射火箭,消耗许多资源。所以总的来看,这个方案并不实用。

最后有一种是名叫“前期”的方法,也就是在近地轨道和月轨进行两次对接。
但是它的过程十分复杂,所以阿波罗计划没有考虑这个方案。目前人类已经解决有关登月的大多数技术难题,但近期完全可以实行载人登月计划。但是现在我们还没有办法利用月球上的资源,因此登陆月球的经济效益并不高。也许要等到很久以后,我们掌握了更加先进的技术,才可以真正地利用月球资源的时候,人类才会重返月球。我们也许会建造一个月球基地,创造月球城市或者工厂,在那里开启月球的新时代。

5. 美航天局表示载人登月项目推迟至2025年以后,登月为的是什么?

登月是为了探索月球,研究它与地球之间的差别,Blue Origin 的诉讼对登月造成了延误,期待已久的 2024 年登月计划延迟了,美国宇航局管理层表示,阿尔忒弥斯登月计划不会像预期的那样发生。尼尔森在新闻发布会上说:“我们在诉讼程序中损失了近七个月的时间,这很可能影响了我们在 2025 年的首次着陆。”

“中国实现太空计划的能力越来越强,他们竟然比预期更早地登陆月球。”纳尔逊说,“中国很可能在美国宇航员返回之前登陆月球,他们有非常积极和优秀的太空计划,在过去几年中,他们做了很多事情。美国政府也相信,我们将尽最大努力以安全且可行的方式击败我的竞争对手。”

未来登月需要很多资金,为了实现阿尔忒弥斯计划的目标,尼尔森宣布了几项政策变化。这些政策变化需要从 2023 年开始大幅增加资金,这将为未来 10 多次登月奠定基础。几周前,美国宇航局宣布,将人类带到月球的计划中,无人阿尔忒弥斯一号的发射至少推迟到二月份。无人驾驶航天器将被发射到 SLS 火箭上,它将在月球上行驶数千英里,这是搭载人类的航天器从未走过的距离。

无人驾驶的阿尔忒弥斯一号发射后,阿尔忒弥斯三号将宇航员送回月球表面。纳尔逊在周二表示,最新安排是把首次载人任务阿尔忒弥斯二号的发射推迟到 2024 年 5 月。纳尔逊还提议在机组人员着陆之前进行无人登月,但没有说明会何时发生。然而,尼尔森表示,这些变化不应影响到后期计划的其他月球活动。

美航天局表示载人登月项目推迟至2025年以后,登月为的是什么?

6. 在美国之前就已经有人登上月球,他们还曾阻止登月计划,脑洞大开


7. 1972年后,再无人类登月,美国登月计划是事实还是阴谋?


1972年后,再无人类登月,美国登月计划是事实还是阴谋?

8. 美国纪念登月50周年!现在这些登月技术已经深刻地改变了人类