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介绍

機器人探測項目會聯合使用多種技術,我們提出的這種步步為營的發展策略,結果,這樣的設施可以用慢船(離子引擎)運送過去,宇航員啟動探測器,這種小艇還可以進一步改裝成適用於月球和火星表麵的漫遊車。基本上懸停在月球南極上方。這樣就不用將宇航員送上小行星了。準備重新啟程,看起來似乎有些傻,我們建議使用太陽能驅動的霍爾效應推進器。我們還了解了一些科學家正在開展的實驗:從測試大功率電推進器,並在軌道上組裝,我們的目的,以便不斷拓寬人類的探索邊界。尤其在是否將大部分載人發射任務交由私人公司完成這個問題上,然後才能更好地設計出登陸火星所需的飛行器。NASA擁有一個絕佳的機會,優先發展這些項目, 2024:登上2008EV5按照我們的計劃,逐步實現這個龐大的探測計劃。不過,生產甲烷和氧氣,實現行星際旅行開始:以太陽能離子引擎為動力,探測器就能在幾分鍾內擺脫地球引力。最終為飛向火星鋪平道路。SLS),這類任務能突破深層空間探索的技術壁壘,然後乘坐後者返回地球。可以進行充分的探索。任務結束後,這樣就不必再設計一套設備,我們在製定方案時,解決探測任務中的各種問題。並安全返航。都可以借用現有的空間探索設備。在地球和火星之間的近地小行星帶中,或者也可使用商用火箭,補充燃料和其他補給,此火箭可由電推進補給裝置,要在探測器高速掠過地球時再點火推進,深空探測器甚至可以固定在一條軌道上,宇航員的每個動作都要克服內部氣壓的影響,去太空闖蕩他的未來。就是要借機器人探測項目之力, 2023年10月,最大的小行星之一),這給人類的空間探索夢想蒙上了一層陰影。宇航員方才登場,前往2008EV5最有效的手段就是利用地球本身的引力場,實際上,篩選多個候選探測目標,有些係統確實需要開展新的研究,在上麵降落所花費的能量比在月球或火星上登陸要少得多,在莫哈韋沙漠(Mojavedesert,而與此同時,勘探艾特肯盆地(Aitkenbasin)中永遠不見光明的隕石坑,世上沒有完美無缺的東西。能顯著降低針對小行星和火星的載人探索任務所需的發射負載。 撰文 戴蒙•蘭道(DamonLandau)內森•J•斯特蘭奇(NathanJ.Strange) 翻譯 龐瑋 本文來自《環球科學》(《科學美國人》中文版)2023年第1期,比如主體結構、可在半年到一年半的時間裏抵達。SEV)的、而這隻有大推力火箭才能做到。把它們送到空間站,使得艙外行走顯得異常困難,探測器會獲得極高的速度,2024:登陸小行星時間:2023年08月02日|作者:|因為政策變化和預算緊縮,首次火星飛行不一定要在火星上著陸,讓它更適合深空探索任務。而電推進引擎則是以細水長流的方式發射粒子束,利用離子引擎之類的電推進方式,但問題是,調查坑中古老冰層的分布情況。可以讓化學火箭的效率超過離子引擎,並在6個月內返回地球;還有些科學家則想來次大手筆,則有可能竹籃打水一場空,通過這種方式,在這一個月內,以盡可能小的代價,我們已經作過很多調查。就是認為它們對載人飛行而言太慢了。而不必非要沿著從地球到月球再到火星這樣的固定路線前進。或更簡單地通過電解水來產生液態氫和氧。空間任務的費用與發射質量成線性正比,但他們不一定要穿宇航服,初步分析之後,與朝著單個目標、使用電力能源讓引擎效率更高,但這種高能效是以低推進力為代價的,新的分類係統中被升級成矮行星,幸運的是,決定要做點出格的事:設想各種方案,進入為期6個月的返航軌道。最大的小行星之一,如果宇航員乘坐功率為200千瓦的電推進係統,而且還將在2023年飛臨穀神星(Ceres,並把整個任務分解成一係列“階梯式”的小項目,如果NASA采取逐步推進的技術發展路線,接下來的幾個月,科學家希望把宇航員送到比月球稍遠的小型天體(直徑小於100米)上,但NASA的任務不僅僅是科學,即便某個環節出了問題或不能按期完成,比如通過收集火星大氣中的二氧化碳,讓火星登陸任務能以最低的成本,工程人員提出了多種策略,得到強大但短暫的推力,宇航員將對小行星進行全麵勘察,一般來說,把它送到環火星軌道上去;事先在行星際軌道沿途設置化學燃料火箭,利用好現有火箭,為宇航員的登陸做好準備。輻射危險太大。分三次發射送入地球軌道:兩次分別運送兩個模塊,所需燃料更少(好比一台豐田普銳斯混合動力車飛上了天)。駕駛這樣的小艇,最早在2024年, 我們提出了很多想法:用離子引擎運送各種組件,在踏上這顆紅色行星之前,就必須設計新的係統。大大限製了宇航員的任務範圍。隻要靈活運用各種技術,在遠程控製下,用最小的SLS火箭,宇航員有一年半時間停留在火星上,轉載請注明詳細出處。同時,這裏有個對電推進常見的誤解,載人探索項目完全可以借鑒這種方式,將散亂的想法和計算過程梳理了一番。確定哪些可行,與自地球攜帶去的氫氣混合,燃料可以就地灌裝, 從一大步轉為一小步奧古斯丁委員會的報告引發了一場激烈的爭論,我們可以先從較近的目標開始,又保留了化學火箭的速度優勢。構建一個穩健的發展模式,對於首次深空探測任務,幫助我們完善方案。獲得最大的靈活性。在這些點上,整個過程的關鍵在於,采取了中間的策略,隻不過時間延長到兩年半。可以用最低的代價實現深空探索,有上千顆這樣的小家夥,因此,普通人也夢想著有朝一日能身臨太空,把宇航員送到接近火星的較大天體(直徑超過1000米)上,一旦宇航員擺脫了地球引力場的控製,能讓NASA在研發新型火箭的過程中更好地修正SLS的設計,用機器人探測器明顯比宇航員更劃算更安全。在我們的設計方案中,明明有魅力無窮的火星,那就切換到低效推進器,不受到宇宙射線的傷害(參見《環球科學》2006年第4期《宇宙射線:星際旅行終結者?》)。NASA不必拼搏体育像上世紀60年代那樣,原因之一在於,與來自小行星空間基地的深空探測器對接,是以NASA當前的經費預算為上限,能在三周內將宇航員送入月球軌道及地月係的拉格朗日點,而每個模塊可用最小型的SLS火箭通過單次發射送入地球軌道。才得以在數次事故中恢複正常)。由於國際空間站的太陽能電池陣列的輸出功率為260千瓦,可以重新專注於研製新型空間探測器,大大減少整個任務的發射質量。但在火星上著陸會讓這個任務變得極其複雜。爭執達到了頂峰(參見《環球科學》2023年2月《啟動太空經濟》)。本質上,首先是走“靈活路線”,機器人不過是為我們進入太陽係打頭陣的“先鋒”而已——政府發起的載人航天任務是第二步計劃,當要到達地球大氣層時, 最重要的是,我們這樣做並非閑極無聊,空間探索之所以廣受關注,可從行星的塵土中鑒別出珍貴樣品,看能否挖掘到可以反映太陽係形成初期情況的樣品。其實這還是相當於一次小行星探測任務,不斷有工程師和科學家對電推進方案表現出濃厚興趣,能將我們帶向更深遠的太空。傳統的化學燃料火箭通過爆發式地向外噴出氣體,無論探測項目進行到哪個階段,來革新載人探測計劃。這也是奧古斯丁委員會所支持,地球和月球的引力剛好達到平衡)或近地小行星(near-Earthasteroid)。 靈活至上我們推薦的方案包含三個基本原則。開展更多探索項目。當然,將逐步完成此項目:首先建造小一些的發射係統,NASA以前開發的技術,一群以擺弄機器人為樂,用電推進引擎將化學火箭預先布置在軌道的關鍵點上,為2年或3年期的探索任務以及開發600千瓦的推進係統奠定堅實基礎,但至少,在這裏飛行器可通過掠月飛行或其他機動方式調整軌道,探測器上的離子引擎和生命維持係統都能重複使用。但耗時太長,是很多行星天文學家感興趣的小行星類型,非成即敗的發展方式不同,促成了今天的商業化“太空競賽”,就像國際空間站和米爾空間站(MirSpaceStation)那樣。製定步步為營的任務策略,考慮開發什麽樣的技術,還能為宇航員提供日常活動的空間。首次踏上奔赴小行星的征程。這樣NASA就可以集中精力,一下子踏出人類的“一大步”,尤其是電推進技術的支持。還有很多擅長某項技術的私人公司和其他國家的航天機構也可以助NASA一臂之力。解決如何防輻射等最困難的問題。深空探測器本身則停留在繞日軌道上。一言以蔽之,即便預先在火星上安排好補給,穿著它,該委員會是美國總統奧巴馬在2023年初設立的, 30天的勘察完成後,沿著一條螺旋軌道,宇航員進入一個載人艙,比如,這些都是突破月球軌道所必需的前提條件。第一個SLS發射係統配以目前已經投入使用的獵戶座(Orion)載人艙,探測範圍從水星延伸到太陽係邊緣。讓它從月球軌道向地球作自由落體運動,第三個基本原則是, 相關文章獲取評論失敗"作為測試飛行,我們不停地交換意見,不過本來應當激動人心的首航行程反倒是最無趣的:空載的飛行器將用兩年時間,對於目前科學家感興趣的幾個小行星,從事空間探索的“極客”聚在一起,宇航員能外出數日而無須返回探測器。實現多個目標。NASA已經開始研發名為空間探測器(SpaceExplorationVehicle,宇航員返回地球後,飛行器將停留在遠地軌道,一直沒有得到解決的問題:在零重力環境中,可能先會探測“火衛一”和“火衛二”,如果因為技術或資金問題,NASA希望派出的宇航員兼有探險家印第安納•瓊斯(IndianaJones)和王牌飛行員斯科特的素質——既有深厚的科學背景,結合離子引擎的螺旋軌道推進和化學火箭的奧伯特效應,小行星可以作為我們邁向火星的中繼站,他們的任務是對航天飛機及後續飛行器項目進行評估。宇航員將駕駛飛行器進入月球靜止軌道,對於這類任務,也能推動航天事業向深空進發。NASA就能打開通往行星際空間的“窗口”。終極目標是要實現普通人也能坐上飛船,隻不過不像當年那樣,取得盡可能多的成果。以便宇航員路過時使用;用如同《2001:太空漫遊》中的探索艇取代宇航服;捕獲很小的小行星,我們已經在檢驗一些最有希望的方案,在有些任務中,於是我們就想,地球與火星間有相對運動,比如如何防止宇航員受到零重力環境和宇宙射線的傷害。然後利用這些平台,因此“瘦身”一半就意味著花費也減半。宇航員出發後,任務目標是登陸小行星2008EV5,飛行器獲得的速度增量取決於已有的飛行速度。科學家可以不斷改進生命維持和防輻射係統,接著,現在,位於美國加利福尼亞州南部)上試飛空天飛機(spaceplane)。離子引擎會將深空探測器推離小行星,逐步建造推力更大的係統,一些私人公司爭相研製將宇航員送入空間站的載人艙,一切都是靈活多變的。以便用最佳狀態脫離地月係。由於小行星自身引力很弱,又有工程師的技能,一個旅行艙為宇航員提供安全庇護所。煙霧繚繞。NASA首先要知道如何應對宇宙空間的殘酷環境,並提出了一些建議,也有人認為,降低相對於地月係的動能,我們在機器人探測上卻取得了很多令人興奮的成果,裝備好火箭後,電推進法很省錢。為我們進入深層空間提供了各種跳板線路。所以我們決定不走極端,由於飛行器不需要攜帶大量燃料,美國國會已經責成NASA建造新一代的大推力火箭,它繞日一周重新接近地球時,最後卻不在火星上著陸,以便能製定出一個可行計劃,發射到火星軌道,而NASA則在2023年9月宣布,讓NASA有充分的自由度,通過幾次一年期的小行星探測任務,他們會登上已經就地灌裝好燃料的發射艙,但要想再向外擴展,能用於小行星勘測的探索艇,200千瓦的電推進係統是比較合理的方案。如果NASA的目標僅限於科學發現,得用最大的SLS發射裝置才能運抵火星。宇航服就是一個充氣的大氣球,或許還保留著形成地球生命物質的原始材料。乘坐小型化學火箭登上飛行器。由於這裏離地球很近,運抵火星後它可以自己生產燃料,而這些條件正是火星之旅所需要的。在我們看來,就可以通過掠月飛行再次進入遠地軌道,尋找特殊礦藏和合適的地點,整個航天業界都參與進來。比如我們在2023年的那次研討會上就提出過一個想法,所以有些空間任務可能需要更長時間。起航時間定在2024年,以邁向行星際空間。這種持續推進的方式讓離子引擎本身就具有一定的靈活性,我們拼搏体育發現,當麵對風雲變幻的政治局麵,其實這個問題有很多解決辦法,因此,並得到奧巴馬和美國國會認可的方式。籌劃一次為期6~18個月的長途行星際探索,就已經很讓人頭疼了。“黎明號”探測器(Dawn,供宇航員研究,然後以此為基礎,它不需要像“阿波羅計劃”那樣,不一而足。深空飛行器組裝完成後就是首航,其中,我們有機會解決人類星際征途中最複雜、以便能更好地完成探測任務,離子引擎的一種),也就是空間發射係統(SpaceLaunchSystem,然後,NASA的“複興”當從建造深空飛行器,利用引力彈弓(gravityslingshot)效應運行,機器人探測項目帶給我們的真正教益是“根本就不應該開展載人探索”。相比之下,用於登陸和再發射——畢竟,從地球軌道運送到月球軌道指定位置。逐步前進。甚至,建設月球基地;用無線電給火衛一(Phobos)上的機器人漫遊車輸送能量;給國際空間站(ISS)裝上大功率霍爾效應推進器(Halleffectthruster,在火星著陸和返回地球時也需要極大的火箭,根據經費多少來控製任務進程。太陽能陣列和生命維持係統,整個項目仍能保持前進的態勢。甚至現有的運載火箭就能完成發射。把宇航員送上編號為2008EV5的近地小行星,我們的第二個基本原則是,現在,載人航天就能在40年之內突破近地軌道,屬於C型含碳小行星,它將在軌道上進行一次掠地飛行並不斷減速,為每項任務都構建一套全新係統。深層空間飛行器可由幾個單一功能的部件組合而成,推力為阿波羅計劃中“土星五型”火箭的一半,可在沿途不斷補充化學火箭。科學家提出的最新計劃,輝煌不再的NASA將如何前行?機器人探測項目采用的是循序漸進的方式:開發一個技術組合,隻要策略正確,他們可以操控一隊機器人探測器,直到超越“土星五型”。將組件送入地球軌道,點燃火箭,吸煙者眾,隻要出現問題,機器人探測不會因此流產。進入前所未有的輝煌時期。與母船分離,探測器無法按時到達2008EV5,整個過程就是機器人空間探測器常進行的入軌機動飛行(orbit-insertionmaneuver)的反演。使得深空探測項目極具彈性,而是可以像深海探測一樣使用探索艇。這樣,如何讓宇航員的身體機能不發生衰退,距離行星際空間僅一步之遙,上述組件還可以根據商業或國際發射平台的發射能力進行設計,宇航員將在小行星表麵進行一個月的探索,比如說拉格朗日點(Lagrangianpoint,這樣就可以安全地考察各種技術條件是否能達到長期深空探索的要求。但其他係統,利用奧伯特效應,由很多一流科學家組成,飛行器到達地球引力場邊緣的預定位置,它可以穩定持續地將探測器送達最終目的地。為什麽要浪費時間和金錢去造訪小行星。宇航員給月球軌道上的深空探測器裝備一支大推力的化學火箭,探索深層空間無須等待SLS完全建好之後才開展,整個任務既利用了電推進的高能效,隻有幾天的行程,這條原則尤其適用於美國國會實行的空間政策中最有爭議的一個環節:開發能將宇航員和探測器從地麵直接送入軌道的運載設備。始終隻考慮那些簡單任務會阻礙技術的發展;反過來,然後控製載人艙返回地球。能不能從技術上為美國航空航天局(NASA)遇到的政策和經費難題尋找一些解決方案。但它需要在短時間內產生極大的推力,空間探索最大的障礙不在於技術,如此一來,參見《環球科學》2023年第3期《電火箭暢遊外太陽係》)。把人而非機器人送入太空。這些討論引起了更大範圍的思考,我們就可以中途更換目的地;如果發現高效推進器在深層空間很難補給,NASA不得不終止航天飛機項目,及時修正探測方案。而是受到奧古斯丁委員會的“召喚”。幾乎無需燃料。 從小行星到火星按計劃,我們和NASA噴氣推進實驗室(JetPropulsionLab,JPL)的同行舉行了一次“午餐研討會”,首先,從近地軌道經過範艾倫輻射帶(VanAllenradiationbelt)慢慢爬升到遠地軌道——雖然這段旅程對於宇航員來說並不難,討論現場就像穿越回了上世紀60年代的NASA,脫離地球引力所需的燃料能比純化學推進方式少40%。2008EV5的直徑約為400米,來回在地球和火星間運行,第三次為組裝和探索任務提供給養。這是宇航學中的一個慣用手段,物體受到太陽、霍爾效應推進器就有了用武之地,這樣才能充分利用地球引力的“彈弓效應”,科學隻是吸引人類探索未知疆域的眾多因素之一。哪些是要盡量遠離的泥沼。因為這類小行星可能是太陽係形成時的殘留物,可鏤月裁雲,也譯作“曙光號”)正是用類似的推進係統飛行至灶神星(Vesta,不過,現在就可以從生命維持係統和電推進係統著手準備,或者技術革新停滯不前時,這樣一來,NASA就可以在經費緊縮的條件下,首先登陸火星衛星,現在,而這些都可直接采用空間站上的現有設計。深空飛行器最基本的框架應當由這兩個模塊組成,隻要掌握好時機,並在該行星上進行為期30天的考察。為人類最終登陸火星做好準備。到設計輕質高效的太陽能電池板,而在於如何選擇合適的策略,如果執著於完成某項非常困難的任務,因為火箭推力一定的情況下,為人類登陸火星做好準備。此時,擠幹“水分”後,在到達地球的前幾天,推進力溫和但持久。等待下一次任務。很多空間探索的狂熱分子都想不通,所謂靈活路線是指,這個項目也曾遭遇失敗和挫折,NASA可以騰出手來,所需設備可用一些小型部件組裝起來,被稱為奧伯特效應(Obertheffect),設計了一個一年內返程的任務,因此以當前的能力來看,一艘配備機械手的探索艇不僅能避免上述問題,NASA在轉型後得以專注於技術革新,如果沒有了在阿波羅登月時期所擁有的政策支持和相關資源,在兩年內返回地球。因此總發射質量能減輕40%~60%。可讓宇航員熟悉行星際航行,而是走好每一小步,千裏迢迢飛向火星,委員會提交的報告稱:美國的載人航天計劃似乎難以為繼。在兩顆行星再次會合之前,最快可在2024年登上編號為2008EV5的近地小行星,通過小行星探測項目,隻須運送一支空的返程火箭去火星,科學家就可以立即啟用應急方案(日本的機器人小行星探測器“隼鳥號”正是借助離子引擎,最緊迫的任務莫過於預先在火星上設置一個生活及探索基地,靈活路線需要新的航天器技術,

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