为了到达,NASA 应该绕道首先,根据麻省理工学院的一组研究人员的说法。 这与最新科幻动作片中美国宇航局宇航员的道路截然不同火星人拿。
这也不是真正的美国宇航局在人类探索火星大纲中所描述的,即所谓的“火星计划”。火星设计参考架构5.0。 但如果美国航天局希望实现载人深空探索的可持续性,他们可能需要重新考虑他们的设计。 这是麻省理工学院的研究人员在发表在《自然》杂志上的一篇论文中提出的结论。航天器与火箭杂志。
该小组还包括来自日本庆应义塾大学和洛杉矶加州理工学院喷气推进实验室的研究人员,他们探索了一个未来,载人前往这颗红色星球的任务将成为常态,而月球是沿途的一个停靠站。
研究人员在论文中写道:“在未来的几十年里,太空探索预计将从一系列孤立的任务转变为错综复杂的关联活动。”
如果这样的未来到来,那么航天机构肯定会想知道前往火星的最佳路线,以最大限度地降低成本。
为什么是月亮?
当谈到深空旅行时,有几种选择:
- 在发射前收拾好您需要的一切,并绘制直接前往火星(或任何您的目的地)的路线
- 在发射前打包一些您需要的东西,并在途中的维修站收集其余的东西
麻省理工学院的研究小组进行了一系列详细的计算,以确定哪种方法更有效。
最终,他们得出的结论是,使用选项 2,宇航员从地球发射时的质量最多可减少 68%; 他们使用选项#1携带的大部分重液体燃料可以在月球附近的进站时收集起来。
这些燃料从哪里来?
月球南极可能蕴藏着大量的水冰储备,这些水冰储备被困在永远见不到阳光的陨石坑的角落里。 这些冰可以转化为燃料。
理想情况下,机器或人类会开采冰块,剥离水分子中的氧气,并将其转化为液氧——这是当今大多数火箭的燃料。 很多地方,包括俄罗斯和欧洲正是出于这个原因,人们对月球感兴趣。
起初,进站将在月球附近。 但最终,它们可能会在前往火星的途中被转移到太空中的其他地方,如下图所示:
插图:Christine Daniloff/麻省理工学院
使用较轻的火箭发射还有其他好处,例如降低任务的总体成本。 该论文的合著者、麻省理工学院航空航天和工程学教授奥利维尔·德韦克(Olivier de Weck)告诉福布斯发射质量减少 68% 可以为每次载人火星任务节省大约 85 亿美元。
这个成本估算与另一个估算惊人地相似今年早些时候宣布由 NexGen Space LLC 开发。 NASA 聘请 NexGen 来确定绕月前往火星的方案所需的成本。在他们的报告中NexGen 表示,月球加油站将“使 NASA 每年将人类送上火星的成本减少多达 100 亿美元”。
德韦克告诉福布斯,麻省理工学院的计算假设目前的发射成本约为每公斤货物 10,000 美元,随着可重复使用火箭的出现,这一数字可能会下降。
然而,这项 85 亿美元的节省计划仅解决了任务成本,并未考虑到以下方面所需的巨大成本和时间:
- 将设备发射到月球
- 在月球上建立采矿基地
- 在太空附近建立一座化工厂,作为载人飞船的交会点
- 设计定期运输系统,将水从矿井输送到工厂
尽管如此,该组织仍坚称:
“如果运营成本和风险能够得到管理,这一概念可能会比火星 DRA 5.0 中描述的当前火星探索策略得到重大改进。”
该论文的主要作者、现在麻省理工学院的博士后 Takuto Ishimatsu 告诉我们麻省理工学院新闻该计划对于第一次火星旅行来说并不是必要的,而是一种使重复火星旅行变得经济实惠且可持续的方法。
石松告诉麻省理工学院新闻:“我们的最终目标是殖民火星,并在那里建立永久的、自我维持的人类存在。” “然而,同样重要的是,我相信我们需要在太空‘铺路’,以便我们能够以负担得起的方式在行星体之间旅行。”
本文最初发表于商业内幕。
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