2017/04/03

NASA 揭露 月球軌道前哨站 與 火星任務計畫

NASA 在 3 月 28 日的會議報告中揭露了 NASA 在 2018~2030 年間的有人太空探險計畫,先說結論:

計畫內容並不像是「以登陸火星為任務目標」的一份計畫,小編非常失望。

以下就是詳細的內容說明 (Source: NASA),文長請慢慢看:


// Phase 1 第 1 階段任務 //

(Source: NASA)

首先,NASA 的新火箭「太空發射系統」SLS Block1 將在 2018 年首飛、執行 EM-1 任務,EM-1 任務將為無人的測試飛行,Orion 太空艙將先前往月球,繞經月球後噴射加速進入離月球 70,000 公里高的軌道,然後減速降低軌道、繞經月球後返回地球,任務長度 26~40 天。

接下來 SLS Block1B Cargo 將載運「木衛二快艇」Europa Clipper 無人探測船 前往木星的二號衛星「歐羅巴」,這項任務預計將在 2022 年進行。

(Source: NASA)

然後 2023~2026 年間以每年 1 次的發射頻率開始建造「深太空閘口」Deep Space Gateway (DSG),在月球繞極軌道上建造人類首座月球軌道前哨站,任務順序分別為:

EM-2 (2023):SLS Block 1B 火箭載運 Orion 太空船 (4 名太空人)  以及 40kW 供電能力的「動力/推進模組」前往月球繞極軌道,任務長度 8~21 天。

EM-3 (2024):SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及「居住艙模組」前往月球繞極軌道,與「動力/推進模組」組合,任務長度 16~26 天。

EM-4 (2025):SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道組合,任務長度 26~42 天。

EM-5 (2026):SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及「氣閘模組」前往月球繞極軌道組合,任務長度 26~42 天。

「深太空閘口」Deep Space Gateway (DSG) 到此建造完畢,第 1 階段完成。


// Phase 2 第 2 階段任務 //

(Source: NASA)

(Source: NASA)

EM-6 (2027):SLS Block 1B Cargo 火箭載運「 深太空運輸船」Deep Space Transport (DST) 前往「深太空閘口」(DSG) 所在的月球繞極軌道,會合對接。

EM-7 (2027):SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合,開始 DST 測試,任務長度 191~221 天。

EM-8 (2028):SLS Block 1B Cargo 火箭載運 DST 補給物資以及燃料前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合。

EM-9 (2029):SLS Block2 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合,然後「 深太空運輸船」(DST) 與「深太空閘口」(DSG) 分離,DST 不攜帶 Orion 太空船、在月球周邊進行測試任務,返回 DSG 後太空人再乘坐 Orion 太空船返回地球,任務長度 300~400 天。

「 深太空運輸船」Deep Space Transport (DST) 到此測試完成,第 2 階段完成。


// Phase 3 第 3 階段任務 //

EM-10 (2030+):SLS Block2 Cargo 火箭載運 DST 補給物資以及燃料前往月球繞極軌道與 DST 會合。

EM-11 (2030+):SLS Block2 火箭載運 Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DST 會合,然後「 深太空運輸船」(DST) 出發前往火星進行飛越任務,不攜帶 Orion 太空船、不登陸火星,繞行火星後返回「深太空閘口」(DSG),然後太空人再乘坐 Orion 太空船返回地球,任務長度不明,但是應該接近或超過 400 天。


// Phase 4 第 4 階段任務 //

第 4 階段分成 a 與 b 兩個子階段,時程上與第 3 階段 (2030+) 重複,分別為:

Phase 4a:發展火星登陸技術並進行機器人遠距任務為登陸做準備。

Phase 4b:進行火星登陸


===== 我是分隔線 =====

這份計劃中可以看出 NASA 的火星任務著重在:

1. 先建立月球繞極軌道前哨站「深太空閘口」(DSG)
2. 「 深太空運輸船」(DST) 約 41 噸,以單次發射送上月球繞極軌道
3. 在月球繞極軌道進行補給後出發前往火星,DST 不攜帶 Orion 太空船
4. DST 完成火星飛越後必須返回月球繞極軌道與 DSG 對接,然後太空人轉乘 Orion 返回地球

「深太空閘口」(DSG) 是火星任務的出發點也是返回點,同時開放 DSG 給其他用途使用,NASA 的報告中甚至使用了 SpaceX Falcon9 火箭的圖像標示「月球軌道支援任務」。

「 深太空運輸船」(DST) 本身將使用電力推進 (EP) 作為主要動力,設計需求上必須能讓 4 名太空人執行 1,000 天的任務,同時可以重複使用,進行 3 次火星任務。


// 小編的意見

這份報告中並沒有說明登陸艇、火星表面的居住艙/種植艙/火箭燃料製造等真正「登陸火星」任務必須使用的設備,同時沒有提供「登陸火星」的時程,但是肯定是 2030 年以後的事情。

此外,小編並不能理解在為何 NASA 想要在月球軌道上建立另一座太空站,DSG 本身並無法降低火星任務所需要的 Delta-V (飛行變化量,太空飛行中這個數據代表「飛行耗能」多寡),使用月球繞極軌道會讓飛行軌道更加的複雜 (從黃道面軌道轉移到垂直的繞極軌道),不論用任何觀點來看,在地球低軌道上進行組裝、補給都比在月球繞極軌道上來的有道理。

也就是說,這計畫內容並不像是「以登陸火星為任務目標」的一份計畫,小編非常失望。

有興趣的人可以用這個傳送門觀看該次會議的報告內容:
https://www.nasa.gov/directorates/heo/nac-heoc


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