為了到達,NASA 應該繞道首先,根據麻省理工學院的一組研究人員的說法。這與最新科幻動作片中美國太空總署太空人的道路截然不同火星人拿。
這也不是真正的美國太空總署在人類探索火星大綱中所描述的,也就是所謂的「火星計畫」。火星設計參考架構5.0。但如果美國航太局希望實現載人深空探索的可持續性,他們可能需要重新考慮他們的設計。這是麻省理工學院的研究人員在發表在《自然》雜誌上的一篇論文中所提出的結論。太空船與火箭雜誌。
該小組還包括來自日本慶應義塾大學和洛杉磯加州理工學院噴射推進實驗室的研究人員,他們探索了一個未來,載人前往這顆紅色星球的任務將成為常態,而月球是沿途的一個停靠站。
研究人員在論文中寫道:“在未來的幾十年裡,太空探索預計將從一系列孤立的任務轉變為錯綜複雜的關聯活動。”
如果這樣的未來到來,那麼航太機構肯定會想知道前往火星的最佳路線,以最大限度地降低成本。
為什麼是月亮?
當談到深空旅行時,有幾種選擇:
- 在發射前收拾好您需要的一切,並繪製直接前往火星(或任何您的目的地)的路線
- 在發射前打包一些您需要的東西,並在途中的維修站收集其餘的東西
麻省理工學院的研究小組進行了一系列詳細的計算,以確定哪種方法更有效。
最終,他們得出的結論是,使用選項 2,太空人從地球發射時的質量最多可減少 68%;他們使用選項#1攜帶的大部分重液體燃料可以在月球附近的進站期間收集。
這些燃料從哪裡來?
月球南極可能蘊藏大量的水冰儲備,這些水冰儲備被困在永遠見不到陽光的隕石坑的角落。這些冰可以轉化為燃料。
理想情況下,機器或人類會開採冰塊,剝離水分子中的氧氣,並將其轉化為液態氧——這是當今大多數火箭的燃料。很多地方,包括俄羅斯和歐洲正是出於這個原因,人們對月球感興趣。
起初,進站將在月球附近。但最終,它們可能會在前往火星的途中被轉移到太空中的其他地方,如下圖所示:
使用較輕的火箭發射還有其他好處,例如降低任務的整體成本。論文的合著者、麻省理工學院航空航天和工程學教授奧利維爾·德韋克(Olivier de Weck)告訴福布斯發射質量減少 68% 可以為每次載人火星任務節省約 85 億美元。
這個成本估算與另一個估算驚人地相似今年早些時候宣布由 NexGen Space LLC 開發。 NASA 聘請 NexGen 來確定繞月前往火星的方案所需的成本。在他們的報告中NexGen 表示,月球加油站將「使 NASA 每年將人類送上火星的成本減少多達 100 億美元」。
德韋克告訴福布斯,麻省理工學院的計算假設目前的發射成本約為每公斤貨物 10,000 美元,隨著可重複使用火箭的出現,這一數字可能會下降。
然而,這項 85 億美元的節省計畫僅解決了任務成本,並未考慮到以下方面所需的巨大成本和時間:
- 將設備發射到月球
- 在月球上建立採礦基地
- 在太空附近建立一座化工廠,作為載人太空船的交會點
- 設計定期運輸系統,將水從礦井輸送到工廠
儘管如此,該組織仍堅稱:
“如果營運成本和風險能夠管理,這個概念可能會比火星 DRA 5.0 中描述的當前火星探索策略得到重大改進。”
這篇論文的主要作者、現在麻省理工學院的博士後 Takuto Ishimatsu 告訴我們麻省理工學院新聞該計劃對於第一次火星旅行來說並不是必要的,而是一種使重複火星旅行變得經濟實惠且可持續的方法。
石松告訴麻省理工學院新聞:“我們的最終目標是殖民火星,並在那裡建立永久的、自我維持的人類存在。” 「然而,同樣重要的是,我相信我們需要在太空‘鋪路’,以便我們能夠以負擔得起的方式在行星體之間旅行。”
本文原刊於商業內幕。
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