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论述 月球背后的深空基地

发布时间:2014-07-24 11:58

  本文是一篇专业的社科论文,主要是对月球背后的深空基地的研究,详情请看下面的介绍。

  NASA正在考虑,在月球背后的地月系拉格朗日EML—2点上建造一座永久性空间站。那么,这座空间站将承担哪些使命,给未来的国际深空探测带来哪些影响?据报道,NASA将这一计划作为近期检验其深空探测能力的“首选”。那么,该计划到底有哪些科学使命?它对未来深空探测将产生怎样的影响?

  L2点空间站计划

  根据美国太空新闻网2012年2月12日的报道,NASA正在加紧评估在靠近月球背后的地月拉格朗日L2点建立一个“有人照管的停泊点”的价值。目前,NASA已组建一个科研小组具体负责制订详细的计划实施方案。NASA认为这是一项有“凝聚力”的计划,欢迎并寻求商业方面和学术方面的国际合作。

  1772年,法国数学家拉格朗日(1736年~1813年)提出:在由两个互相绕转的天体组成的系统引力场里,存在5个引力平衡点。其中有三个平衡点位于连接这两个天体的直线上,另外两点则与这两个天体的连线组成两个等边三角形。拉格朗日点是太空中两大天体的万有引力平衡点,航天器可在该处长时间“自由停泊”。在这些特殊的空间位置,即使共线的平衡点出现不稳定情况,航天器也只需要很小的推力就能保持在该点的长时间驻留,因此很适合放置空间站。

  NASA副局长威廉·格斯登美尔2月3日发表备忘录说,NASA正在筹建一个小组来制订一项有凝聚力的计划,在太空探索所谓的地月拉格朗日L2点(Earth Moon Libration Doint 2,EML—2)。在公布这份备忘录之前,NASA进行的一项评估显示,靠近月球背面方向的EML—2点是近期探索能力范围内的“首选”。

  NASA希望这个筹建中的前哨基地可以担当中转站的作用,作为类似月球、小行星带、火星等目标的跳板,为探测月球、月球外围空间、小行星、火星及其卫星等提供便利。综合这些特点和优势,NASA决定在EML—2点实现这一宏伟目标,将其作为未来一代太空飞船的停泊点。如果NASA成功地建立一个由宇航员照管的EML—2点停泊点,那将是迄今人类太空之旅的最远处。

  目前NASA仍在论证这一项目的可行性,一旦最终确定,NASA计划先将其设计的重型推进太空火箭发射系统和“猎户座”多功能宇宙飞船部署到那里。此外,NASA指出,执行EML—2点飞行任务的宇航员将比执行“阿波罗”飞行任务的宇航员多飞行15%的距离,其飞行时间也要长近两倍。

  策略规划,结合这项EML—2空间站计划,格斯登美尔备忘录还提出了六项战略策略规划,以促进近地轨道外的空间探测计划:

  (一)增加国际合作和参与,积极寻求国际合作(包括商业和学术方面),扩大国际空间站俱乐部成员,以积极推进EML—2计划。(二)发展和改革空间站补给市场,增加商业机会,以减少后勤维护和运营花费,并促进私营企业改革创新。(三)发展多用途和能够重复利用的空间基础设施,通过高技术手段,使得空间基础硬件架构能够在长期的探测任务中实现重复利用和多次使用,并在此基础上实现进一步改进。(四)研究和发展新技术,除了应用于近期EML—2计划的可用技术外,同时发展新技术,以便在未来太空任务中能够减少花费,提高安全和增强飞行器的目标捕获能力。(五)评估项目生命周期的可承受性,证明其可行性。(六)积累经验和增强应对更复杂的太空任务的能力,通过EML—2上的空间站任务积累经验,以适应在未来深空探测项目中应对更复杂的太空任务。

  科学目标

  这个深空前哨基地可以承担多项科学和技术使命。首先,它可以作为深空探测的中转站。EML—2点可以作为对能力范围内的多个其它空间目的地进行探索的出入口,比如近月空间、近地小行星、月球、火星和火星卫星等。美国总统奥巴马曾鼓励并希望NASA克服种种挑战,在2025年之前实现将人送到小行星上,2030年实现载人探测火星,并强调空间站是实现这一目标的关键环节。EML—2前哨基地的加入,更有利于上述深空探测计划的实施。

  其次,它可以在月球背面开展多种科学实验:

  1、月面机器人实验。EML—2点作为太空“停泊点”,它能够使得在月球背面开展重要的遥控机器人研究成为可能。美国科罗拉多大学天体物理研究中心月球大学网(LUNAR)负责人杰克·伯恩斯对从EML—2点开展月球遥控机器人探测抱有信心,并制订了相关的设想。目前该机构已经得到NASA的研究资助。

  如果EML—2点前哨站得以建成,可以从地球上对月球背面的机器人进行远程控制,利用EML 2作为中转站,可以实现信号的发送和返回。另外,还可以直接给前哨站的常驻宇航员下达机器人操控命令,令其在前哨站内直接对月球背面上的机器人进行远程操作。与在地球操控相比,宇航员从近月太空前哨站内对月面机器人可以进行更复杂的操控,以充分发挥机器人在月面上活动的潜力。

  2、月壤就地利用实验。月壤是月表基岩上覆盖的一层细颗粒粉末状物质,是空间风化作用的结果。几乎整个月球表面都覆盖着厚度不等的月壤层,高地地区月壤厚度要大于月海地区(月海区月壤平均厚度4米~5米,而高地地区可达10米~20米)。月海主要分布在月球正面,月球背面地貌类型则以高地为主。月壤含有丰富的稀有物质资源,一直是月球探测的重要对象之一。

  在众多的科研项目中,LUNAR科研小组一直致力于研发月壤处理装置,该装置可以用来使月壤熔融凝结而变成像水泥一样的物质,可以用作在月面上建造大型建筑物的基础材料,而不必花费高昂的代价从地球上来供给。如果这一实验成功,还可以就地取材以建造太阳能电池板、未来人类居住场所、辐射屏蔽系统,甚至在月表建设道路。

  3、月面地质调查。可以通过安放于月面的机器人进行月面地质采样,或者进行地形勘查。月球背面是令众多地质学家感到神秘的地方。“阿波罗”返回样本都来自于月球正面,如果EML—2计划顺利实施,在不久的将来人类就可以实现机器人或载人登陆月球背面,这将为月球背面的地质研究带来质的飞跃。并对未来在月球表面建立月球基地的选址工作提供帮助。

  4、天文观测和其它。在月球背面平坦区域构建各种观测装置,实现对太阳、宇宙和地球等科学观测、巡天射电天文观测等。

  第三,它可以进行太空组装和维修。EML—2停泊点可以组装、检修和维护空间机器人、人造卫星和大型空间望远镜等空间设备。



本文编号:5420

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