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論述 月球背后的深空基地

發(fā)布時間:2014-07-24 11:58

  本文是一篇專業(yè)的社科論文,主要是對月球背后的深空基地的研究,詳情請看下面的介紹。

  NASA正在考慮,在月球背后的地月系拉格朗日EML—2點上建造一座永久性空間站。那么,這座空間站將承擔(dān)哪些使命,給未來的國際深空探測帶來哪些影響?據(jù)報道,NASA將這一計劃作為近期檢驗其深空探測能力的“首選”。那么,該計劃到底有哪些科學(xué)使命?它對未來深空探測將產(chǎn)生怎樣的影響?

  L2點空間站計劃

  根據(jù)美國太空新聞網(wǎng)2012年2月12日的報道,NASA正在加緊評估在靠近月球背后的地月拉格朗日L2點建立一個“有人照管的停泊點”的價值。目前,NASA已組建一個科研小組具體負責(zé)制訂詳細的計劃實施方案。NASA認為這是一項有“凝聚力”的計劃,歡迎并尋求商業(yè)方面和學(xué)術(shù)方面的國際合作。

  1772年,法國數(shù)學(xué)家拉格朗日(1736年~1813年)提出:在由兩個互相繞轉(zhuǎn)的天體組成的系統(tǒng)引力場里,存在5個引力平衡點。其中有三個平衡點位于連接這兩個天體的直線上,另外兩點則與這兩個天體的連線組成兩個等邊三角形。拉格朗日點是太空中兩大天體的萬有引力平衡點,航天器可在該處長時間“自由停泊”。在這些特殊的空間位置,即使共線的平衡點出現(xiàn)不穩(wěn)定情況,航天器也只需要很小的推力就能保持在該點的長時間駐留,因此很適合放置空間站。

  NASA副局長威廉·格斯登美爾2月3日發(fā)表備忘錄說,NASA正在籌建一個小組來制訂一項有凝聚力的計劃,在太空探索所謂的地月拉格朗日L2點(Earth Moon Libration Doint 2,EML—2)。在公布這份備忘錄之前,NASA進行的一項評估顯示,靠近月球背面方向的EML—2點是近期探索能力范圍內(nèi)的“首選”。

  NASA希望這個籌建中的前哨基地可以擔(dān)當中轉(zhuǎn)站的作用,作為類似月球、小行星帶、火星等目標的跳板,為探測月球、月球外圍空間、小行星、火星及其衛(wèi)星等提供便利。綜合這些特點和優(yōu)勢,NASA決定在EML—2點實現(xiàn)這一宏偉目標,將其作為未來一代太空飛船的停泊點。如果NASA成功地建立一個由宇航員照管的EML—2點停泊點,那將是迄今人類太空之旅的最遠處。

  目前NASA仍在論證這一項目的可行性,一旦最終確定,NASA計劃先將其設(shè)計的重型推進太空火箭發(fā)射系統(tǒng)和“獵戶座”多功能宇宙飛船部署到那里。此外,NASA指出,執(zhí)行EML—2點飛行任務(wù)的宇航員將比執(zhí)行“阿波羅”飛行任務(wù)的宇航員多飛行15%的距離,其飛行時間也要長近兩倍。

  策略規(guī)劃,結(jié)合這項EML—2空間站計劃,格斯登美爾備忘錄還提出了六項戰(zhàn)略策略規(guī)劃,以促進近地軌道外的空間探測計劃:

 。ㄒ唬┰黾訃H合作和參與,積極尋求國際合作(包括商業(yè)和學(xué)術(shù)方面),擴大國際空間站俱樂部成員,以積極推進EML—2計劃。(二)發(fā)展和改革空間站補給市場,增加商業(yè)機會,以減少后勤維護和運營花費,并促進私營企業(yè)改革創(chuàng)新。(三)發(fā)展多用途和能夠重復(fù)利用的空間基礎(chǔ)設(shè)施,通過高技術(shù)手段,使得空間基礎(chǔ)硬件架構(gòu)能夠在長期的探測任務(wù)中實現(xiàn)重復(fù)利用和多次使用,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)進一步改進。(四)研究和發(fā)展新技術(shù),除了應(yīng)用于近期EML—2計劃的可用技術(shù)外,同時發(fā)展新技術(shù),以便在未來太空任務(wù)中能夠減少花費,提高安全和增強飛行器的目標捕獲能力。(五)評估項目生命周期的可承受性,證明其可行性。(六)積累經(jīng)驗和增強應(yīng)對更復(fù)雜的太空任務(wù)的能力,通過EML—2上的空間站任務(wù)積累經(jīng)驗,以適應(yīng)在未來深空探測項目中應(yīng)對更復(fù)雜的太空任務(wù)。

  科學(xué)目標

  這個深空前哨基地可以承擔(dān)多項科學(xué)和技術(shù)使命。首先,它可以作為深空探測的中轉(zhuǎn)站。EML—2點可以作為對能力范圍內(nèi)的多個其它空間目的地進行探索的出入口,比如近月空間、近地小行星、月球、火星和火星衛(wèi)星等。美國總統(tǒng)奧巴馬曾鼓勵并希望NASA克服種種挑戰(zhàn),在2025年之前實現(xiàn)將人送到小行星上,2030年實現(xiàn)載人探測火星,并強調(diào)空間站是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。EML—2前哨基地的加入,更有利于上述深空探測計劃的實施。

  其次,它可以在月球背面開展多種科學(xué)實驗:

  1、月面機器人實驗。EML—2點作為太空“停泊點”,它能夠使得在月球背面開展重要的遙控機器人研究成為可能。美國科羅拉多大學(xué)天體物理研究中心月球大學(xué)網(wǎng)(LUNAR)負責(zé)人杰克·伯恩斯對從EML—2點開展月球遙控機器人探測抱有信心,并制訂了相關(guān)的設(shè)想。目前該機構(gòu)已經(jīng)得到NASA的研究資助。

  如果EML—2點前哨站得以建成,可以從地球上對月球背面的機器人進行遠程控制,利用EML 2作為中轉(zhuǎn)站,可以實現(xiàn)信號的發(fā)送和返回。另外,還可以直接給前哨站的常駐宇航員下達機器人操控命令,令其在前哨站內(nèi)直接對月球背面上的機器人進行遠程操作。與在地球操控相比,宇航員從近月太空前哨站內(nèi)對月面機器人可以進行更復(fù)雜的操控,以充分發(fā)揮機器人在月面上活動的潛力。

  2、月壤就地利用實驗。月壤是月表基巖上覆蓋的一層細顆粒粉末狀物質(zhì),是空間風(fēng)化作用的結(jié)果。幾乎整個月球表面都覆蓋著厚度不等的月壤層,高地地區(qū)月壤厚度要大于月海地區(qū)(月海區(qū)月壤平均厚度4米~5米,而高地地區(qū)可達10米~20米)。月海主要分布在月球正面,月球背面地貌類型則以高地為主。月壤含有豐富的稀有物質(zhì)資源,一直是月球探測的重要對象之一。

  在眾多的科研項目中,LUNAR科研小組一直致力于研發(fā)月壤處理裝置,該裝置可以用來使月壤熔融凝結(jié)而變成像水泥一樣的物質(zhì),可以用作在月面上建造大型建筑物的基礎(chǔ)材料,而不必花費高昂的代價從地球上來供給。如果這一實驗成功,還可以就地取材以建造太陽能電池板、未來人類居住場所、輻射屏蔽系統(tǒng),甚至在月表建設(shè)道路。

  3、月面地質(zhì)調(diào)查?梢酝ㄟ^安放于月面的機器人進行月面地質(zhì)采樣,或者進行地形勘查。月球背面是令眾多地質(zhì)學(xué)家感到神秘的地方。“阿波羅”返回樣本都來自于月球正面,如果EML—2計劃順利實施,在不久的將來人類就可以實現(xiàn)機器人或載人登陸月球背面,這將為月球背面的地質(zhì)研究帶來質(zhì)的飛躍。并對未來在月球表面建立月球基地的選址工作提供幫助。

  4、天文觀測和其它。在月球背面平坦區(qū)域構(gòu)建各種觀測裝置,實現(xiàn)對太陽、宇宙和地球等科學(xué)觀測、巡天射電天文觀測等。

  第三,它可以進行太空組裝和維修。EML—2停泊點可以組裝、檢修和維護空間機器人、人造衛(wèi)星和大型空間望遠鏡等空間設(shè)備。



本文編號:5420

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