作业帮中国的登月计划是什么?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/28 20:19:49
中国的登月计划是什么?
美俄的登月计划是什么?
美俄的登月计划是什么?
据新安晚报报道,合肥“科学岛”上的中国科学院合肥智能将承担研制中国探月工程的定位与导航系统.
据合肥智能所梅涛所长介绍,在中国即将正式启动的“嫦娥”探月工程中,第一步是绕月,第二步就会涉及到发射月球探测器登陆到月球表面,那很自然就会涉及到对于这一“探月人”的软着陆、传感、导航和控制等问题.
中国科学院合肥智能所最新承担的这一科研项目,便“瞄准”对月球探测器的系统定位与导航系统等,通过基础性的研究,确定在月球表面设置传感器网络的有效途径,“以便地面能够有效控制登月机器人的行踪”.在科研开展过程中,还将建立月球探测系统的数字模型、多媒体仿真、仿月面实验场地以及由月球车组成的地面仿月面试验基地,为国人探访“嫦娥”提供必要的科学准备与技术支持.
梅涛所长说,这一项目是国家自然科学基金会的重点项目,也是中国探月计划中的一项基础理论及关键技术研究.整个项目由中科院合肥智能所主要负责,联合哈尔滨工业大学、中科院沈阳自动化所等共同承担,计划用4年的时间完成.
美国2018年再度登月计划大揭密
几天来,国际各大主流媒体纷纷报道美国2018年重新登月计划,但多半是猜测与推论.美国东部时间9月19日(北京时间9月20日),世人瞩目的美国新一轮登月计划正式揭开其神秘面纱,传说中其上千亿美元的高额研发预算也首次得以证实.在美国宇航局(NASA)华盛顿特区总部召开的新闻发布会上,宇航局长迈克尔-格里芬亲自披挂上阵,逐条解密总投资1040亿美元的美国宇航局2018年再次登月计划.
★登月载人工具：长大长高长壮的“阿波罗”
2018年的美国再度登月计划到底是啥样?宇航局长格里芬打了一个形象的比方：是长大长高长壮的“阿波罗”(注：美国的60年代的登月计划)!
确实,此次计划无论从项目本身还是从载人登月运载工具来说,都是“大了一号”的“阿波罗”.
先以载人登月运载工具为例,即将研发出来并派上用场的“宇航员飞行舱”外形就跟“阿波罗”飞船一样是圆锥体,可个头却要大一号---不仅体型比“阿波罗”飞船大出半圈,从“阿波罗”的3.9米底径增加到“宇航员飞行舱”5.5米,而且体重也增加了一半以上,达到25吨.格里芬局长笑着比喻说,新的载人登月运载具看起来就像是“吃了菠菜的大力水手”,从一个“普通的小弟弟”长成“格外强壮的超级勇士”.
除了个头大外,“宇航员飞行舱”的实际载人数目也增加了一倍,最多可以搭6名登月宇航员,而“阿波罗”飞船当时最多只能搭3人.
不过,在2018年第一次登月的时候,“宇航员飞行舱”将只搭载4名宇航员登上月球,主要从事前期考察工作,没有必要齐装满员.
★登月火箭：35层楼高能载125吨
长大一号的载人登月运输工具当然要由大一号的运载火箭来发射推进.那么,新的火箭将大到什么程度呢?格里芬透露说,新火箭的高度将有35层楼高!
据法新社和《新科学家》报道,美国宇航局眼下正在设计这种全新的超大运载能力的火箭,其计划的运载力将高达125吨,其中“宇航员飞行舱”将置于火箭顶端,且装有逃逸系统,使宇航员尽量远离喷火的火箭发动机,避免燃料箱隔热材料脱落产生的风险.
根据美国宇航局的计划,美国现在所有的航天飞机以及火箭将于2010年**.因此,美国宇航局希望新一代火箭将于2011年前研发成熟,2012年首飞,开始为登月练兵.
★登月过程揭密：分五步登上月球
根据美国宇航局的构想,2018年的登月行动将分五步走：
据美联社和《新科学家》报道,整个登月飞行系统由多个不同功能的飞行器联合构成,分次发射进入太空.
第一步,登月宇航员乘坐的新型“宇航员飞行舱”由多级大推力运载火箭搭载升空后,与预先发射并进入环绕地球轨道的“地球出发站”和“登月舱”两个飞行系统对接,组成稳定的飞行器联合体系统.
第二步,火箭推送联合体系统飞向月球轨道.
第三步,登月舱与“宇航员飞行舱”脱离,宇航员乘坐登月舱降落到月球表面,留着自动操纵的“宇航员飞行舱”在月球轨道上飞行.
第四步,就是最核心的一步,3名宇航员在月球上考察,1名在登月舱内坐镇.
第五步,火箭点火推动登月舱返回月球轨道,与在轨道上的“宇航员飞行舱”对接,然后在隔热装置的保护下穿越地球大气,并最终凭借降落伞在地球陆地上而非海洋上着陆.
★登月地点：什么地方都可以
和“阿波罗”登月不同的是,2018年重新登月计划的登月地点将不再局限于月球赤道地区,而是月球表面的任何一个地方都可以.
据《新科学家》介绍,美国宇航局目前还没有选好确切的登月地址,但是新型航天器有能力在月球的任何一个地方着陆.为此,美国宇航局在“阿波罗”计划所用的月球着陆器的设计理念上加入了一些改进.新型的登月舱仍由上下两部分组成,下部是一个有四条腿、通过火箭发动机实现“软着陆”的着陆装置,上部则是宇航员完成登月使命后搭乘送回月球轨道的飞行舱.
★登月展望：建立宇航员常驻基地
按照计划,美国宇航局将在2018年打开重新登月的大门后,以每年至少两次的频率继续登月.
对此,美国宇航局表示,在最初阶段,他们的宇航员可以通过一次次登月逐渐延长在月球上驻足的时间,最终使每组宇航员可以在其上停留半年,像国际空间站的操作模式一样,每组“居民”居住半年,负责那里的日常操作和相关使命.美国宇航局希望借此在月球上建立一个由宇航员生活设施、发电站和通信站等部分组成的宇航员常驻月球基地.
除此之外,美国宇航局登月此举也是为了日后火星登陆计划的开展与实施.据悉,美宇航局估计在2020年左右开始细化火星登陆计划,目前初步的构想是先用4到5枚大型运载火箭把火星飞船和其他硬件设备送上轨道,继而送向火星表面,在火星表面上建立一个宇航员基地,再把6名宇航员送上火星,进行为期500天的科学考察和研究.
不过,美国宇航局想完成如此庞大的太空人物还将面临一个很大难题,就是资金.重新登月计划预计将耗资1040亿美元,这对于因伊战和重建新奥尔良而投入了大量经费的美国来说,无疑困难重重.尽管格里芬表示,重新登月计划不需要美国政府加钱,但是美国国会已经传出大量批评声音.所以,这一计划最终能否被国会通过如今还是一个未知数.
图片说明：一、新型航天运载工具 载人舱或载物舱将置于火箭顶部
二、“乘员探索飞行器”将在近地轨道上与登月舱对接
三、第一批宇航员将在月球上考察一星期
四、返回地球时,太空舱将借助新型气囊 作用在陆地着陆
█新闻对比一：“宇航员飞行舱” VS 航天飞机
★“宇航员飞行舱”
形状：像“阿波罗”飞船一样的圆锥体
大小：底径5.5米
重量：约25吨
载人数目：6人
附着位置：火箭顶端
搭载情况：人货分载
安全系数：高,是航天飞机的10倍
★航天飞机
形状：与大型喷气客机相仿
大小：高约17米、翼展约23米
重量：约68吨
载人数目：3到7人
附着位置：火箭旁边
搭载情况：人货混载
安全系数：一般
█新闻对比二：“阿波罗”登月计划 VS 2018年重新登月计划
★“阿波罗”登月计划
项目进行时间：1969年到1972年底
项目筹备时间：8年
项目资金：250亿美元
载人航天器：“阿波罗”飞船指令舱
运载火箭：“阿波罗”17号火箭
登月宇航员人数：3人
月球着陆地点：月球赤道
月球驻足时间：3天
登月主要任务：取回月球表面钛铁矿等样本
★2018重新登月计划
项目进行时间：最早在2018年到2020年间开始
项目筹备时间：13年
项目资金：1040亿美元(如果把通货膨胀因素考虑在内,这项投资只是“阿波罗”登月计划的55%)
载人航天器：“宇航员登陆舱”
运载火箭：35层楼高的新型超级火箭
登月宇航员人数：4人
月球着陆地点：月球表面任一地点
月球驻足时间：7天
登月主要任务：为建立月球常驻基地做准备
█新闻分析：美国为啥急着再登月?
美国宇航局在9月19日再次透露重新登月计划的内幕,似乎在告诉世人,我们不久又再登月了.诚然,随着科技的进步和太空探索的推进,登月并非遥不可及,更别说对已经有了登月经验的美国.但是为何同是登月项目或计划,美国却显得比其他任何一个国家都要着急,这其中有什么玄机?
★太空竞赛中想当第一
科技日新月异的变化与进步使地球上的人类开始考虑将触角伸到地球以外的太空.美国积极研发各种航天器和相关附件,又要登月,又要登火星；俄罗斯毫不示弱,先进的飞船系列承担下国际空间站建设的主要任务；欧洲宇航局也不甘落后,积极参与俄罗斯与美国的太空探索与建设项目,试图在这场史无前例的太空竞赛中分一杯羹.而一些亚洲国家的加入,更是使这场太空竞赛空前激烈：日本在建太空实验室,准备搭乘美国的航天飞机进入国际空间站,还屡屡宣布其壮志凌云的月球基地计划；印度的月球轨道卫星围着月球转了,还打算在2008年向月球发射无人飞船；而中国,这个世界上第三个把宇航员送入太空的国家,也启动了登月计划,并确定好了月球路线,准备在三年内发射月球探测卫星.加上中国“神舟六号”载人飞船发射在即,美国着急了,隔断时间就开始宣布自己的重新登月计划,似乎有先声夺人之势.
作为世界超级大国,美国在经济与军事上确实有着十分强大的优势.做惯了第一的美国当然不希望看见别的国家赶超自己,特别是在太空——这个彰显国力的领域里.为了取得太空竞赛第一,美国抢在各国之前采取一些列太空行动争取超越他国,包括向火星、土卫六、“坦普尔一号”彗星等发送探测器,还包括重新登月——这个大手笔的登月计划.
虽然美国在上个世纪六、七十年代曾经实现了登月,但是距离现在已经30多年,世人对美国的辉煌登月史似乎已经有些淡忘,关注的只是今天的结果,所以这就需要美国再次登月,以证明自己太空大国的实力.因此对于美国来说,再次登月是势在必行,而且是越早越好.
★太空殖民中想抢第一
除了登月,美国还想在月球上建立永久性宇航员常驻基地.这一目标已经超出了太空竞赛中领跑的意义,而是上升到了太空殖民中当老大的野心.
事实上,在上个世纪的后半期,很多技术和学科在经过将近一千年缓慢行进而近乎停滞的进展后,突然有了跳跃式的增进,包含和太空探索密切相关的技术,如：可以独立完成高难度修复的机器人、配备人工肌肉和聚合物电子产品的太空衣,以及为支持生命和化学处理所制造的人工器官等等.这些高科技产品为太空殖民提供了必要的基础部件,使得大型载人飞船可以在太空中直接自动建成,而且还可以在长程旅途中获得充足水源.
技术的进步使得地外太空建基地成了可能；而地外资源的丰硕则成为各国争相进行太空探索的动力.在地球能源日趋枯竭的今天,丰富的地外资源成为大国窥视的对象,特别是月球,这颗既离地球近、能源又丰富的星球,最适合地球上的国家上去建个基地.美国自然不能放弃这大好机会,可以借建基地,名正言顺地成为月球上的殖民者.毕竟月球上含有大量钛铁矿,这些矿藏不仅可作为将来月球基地钛、铁等金属的主要来源和火箭燃料等能源,还可以用于生产地球生命必需的氧和水,从中获得大量的液氧.
天时人和,就缺地利.而美国天文学家4月初又在月球上发现了一处永远处在日照之下的地区,不但气候相对稳定,而且距离冰冻水源地较近,被科学家称为是人类殖民的最佳落脚处!这算是补上了地利的缺憾.三者已然完备,美国还能守着猎场不狩猎?所以,美国展开了最迅速的行动,直奔月球!
在登月计划中苏联似乎没有采取什么动作,西方对此一直有种种猜测.事实上,苏联曾经制定过登月计划,但由于技术上的原因进展缓慢,加上政治上的考虑,该计划被中途放弃了.
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苏联的载人登月计划直到20多年后才被外界证实.1989年底,美国麻省理工学院和加州理工几位教授访问苏联,在莫斯科航空学院亲眼见到了当年登月计划的一些设施.1990年
5月,当年登月计划的主设计师米申应邀来华,也证实了60～70年代登月计划的存在.
1960年,科罗廖夫设计局开始研制超级运载火箭H-1,西方称之为N-1,该火箭的初衷是向火星发射无人重型探测器.由于受美国制定阿波罗计划的影响,苏联政府决定抢在美国前面将航天员送上月球.于是1962～1964年,科罗廖夫设计局按登月计划对H-1火箭进行了多次改装.
1964年8月3日,苏联通过《关于月球和宇宙空间考察工作的决定》,规定了登月计划的具体任务和期限.要在1968年前实现载人月球登陆考察,计划的全称是“H1-Л3”.计划中“Л”是俄文单词“月球”的第一个字母,西方也将该计划称为N1-L3.
H1-Л3计划使用的H-1运载火箭采用了多级并联方案,这是由于苏联一直没有解决单燃烧室大推力发动机发面的问题.火箭主体是常规推进剂——液氧和煤油的三级火箭,总长约100米,最下面长长的锥体是火箭的第一级,底部最大直径16.875米,由24枚到36枚火箭发动机并联而成.发动机分内外两圈布置,4个游动发动机控制火箭的姿态变化.第一级最大推力可达4500～6350吨,比土星5号3450吨的推力大了很多.第二级装有8台发动机,总推力约1432吨,第三级装有4台发动机,总推力约320吨.
第三级的上面是一个助推火箭和一个助推制动火箭,这两个火箭保障飞船飞往月球并使之进入月球轨道.飞船在火箭的上部,由登月舱和月球轨道舱组成.月球轨道舱是由联盟飞船改装而成,带有一个大功率的发动机,可以乘坐2名航天员.助推火箭上面的四部分构成了Л3系统.
发射前几小时,两名航天员进入月球轨道舱,进行最后的检测后,火箭点燃.火箭的前三级将上部的Л3系统送入地球的近地轨道.然后Л3系统内的助推火箭启动,开始地球轨道到月球轨道的转移.接近月球时,助推制动火箭开始工作使飞船减速进入月球轨道.不久,一名航天员从月球轨道舱经过舱外转移到登月舱,登月舱与月球轨道舱分离并向月球降落.与阿波罗号一样Л3系统的登月舱也由4条腿的缓冲支架支撑,实现平稳着陆.月球表面的任务完成后,登月舱靠自身发动机离开月球,同样也将4条腿的支撑结构留在月球上.登月进入轨道后,与月球轨道舱会合对接,航天员回到轨道舱.此后两舱分离.两名航天员一起返回地球.
H-1火箭试验记录
试验时间 结果
1969年2月21日飞行2分钟后发生爆炸
1969年7月31日点火后在发射台上爆炸
1971年6月21日点火后在发射台上爆炸
1972年11月23日起飞不到2分钟发生爆炸
注：后来调查四次爆炸的故障可能均出自第一级,证明多级并联的技术在实际应用中很不可靠.
出于政治的需要,H-1火箭的整个研制过程在很短的时间内就完成了,加之多个发动机并联,降低了系统的可靠性,因此H-1火箭的发射试验一败涂地.1969年初到1972年底的4次试验火箭均发生了爆炸.而此时美国人早已登上了月球,这就使得苏联的登月计划面临政治上的压力.1972年苏联政府要求暂停登月计划,但仍有部分登月计划在继续实施.阿波罗计划宣布结束后,苏联政府彻底失去了对登月计划的兴趣,登月计划得不到任何拨款.而且苏联开始重点发展载人空间站,因此,登月计划最终没能在苏联实现.
据合肥智能所梅涛所长介绍,在中国即将正式启动的“嫦娥”探月工程中,第一步是绕月,第二步就会涉及到发射月球探测器登陆到月球表面,那很自然就会涉及到对于这一“探月人”的软着陆、传感、导航和控制等问题.
中国科学院合肥智能所最新承担的这一科研项目,便“瞄准”对月球探测器的系统定位与导航系统等,通过基础性的研究,确定在月球表面设置传感器网络的有效途径,“以便地面能够有效控制登月机器人的行踪”.在科研开展过程中,还将建立月球探测系统的数字模型、多媒体仿真、仿月面实验场地以及由月球车组成的地面仿月面试验基地,为国人探访“嫦娥”提供必要的科学准备与技术支持.
梅涛所长说,这一项目是国家自然科学基金会的重点项目,也是中国探月计划中的一项基础理论及关键技术研究.整个项目由中科院合肥智能所主要负责,联合哈尔滨工业大学、中科院沈阳自动化所等共同承担,计划用4年的时间完成.
美国2018年再度登月计划大揭密
几天来,国际各大主流媒体纷纷报道美国2018年重新登月计划,但多半是猜测与推论.美国东部时间9月19日(北京时间9月20日),世人瞩目的美国新一轮登月计划正式揭开其神秘面纱,传说中其上千亿美元的高额研发预算也首次得以证实.在美国宇航局(NASA)华盛顿特区总部召开的新闻发布会上,宇航局长迈克尔-格里芬亲自披挂上阵,逐条解密总投资1040亿美元的美国宇航局2018年再次登月计划.
★登月载人工具：长大长高长壮的“阿波罗”
2018年的美国再度登月计划到底是啥样?宇航局长格里芬打了一个形象的比方：是长大长高长壮的“阿波罗”(注：美国的60年代的登月计划)!
确实,此次计划无论从项目本身还是从载人登月运载工具来说,都是“大了一号”的“阿波罗”.
先以载人登月运载工具为例,即将研发出来并派上用场的“宇航员飞行舱”外形就跟“阿波罗”飞船一样是圆锥体,可个头却要大一号---不仅体型比“阿波罗”飞船大出半圈,从“阿波罗”的3.9米底径增加到“宇航员飞行舱”5.5米,而且体重也增加了一半以上,达到25吨.格里芬局长笑着比喻说,新的载人登月运载具看起来就像是“吃了菠菜的大力水手”,从一个“普通的小弟弟”长成“格外强壮的超级勇士”.
除了个头大外,“宇航员飞行舱”的实际载人数目也增加了一倍,最多可以搭6名登月宇航员,而“阿波罗”飞船当时最多只能搭3人.
不过,在2018年第一次登月的时候,“宇航员飞行舱”将只搭载4名宇航员登上月球,主要从事前期考察工作,没有必要齐装满员.
★登月火箭：35层楼高能载125吨
长大一号的载人登月运输工具当然要由大一号的运载火箭来发射推进.那么,新的火箭将大到什么程度呢?格里芬透露说,新火箭的高度将有35层楼高!
据法新社和《新科学家》报道,美国宇航局眼下正在设计这种全新的超大运载能力的火箭,其计划的运载力将高达125吨,其中“宇航员飞行舱”将置于火箭顶端,且装有逃逸系统,使宇航员尽量远离喷火的火箭发动机,避免燃料箱隔热材料脱落产生的风险.
根据美国宇航局的计划,美国现在所有的航天飞机以及火箭将于2010年**.因此,美国宇航局希望新一代火箭将于2011年前研发成熟,2012年首飞,开始为登月练兵.
★登月过程揭密：分五步登上月球
根据美国宇航局的构想,2018年的登月行动将分五步走：
据美联社和《新科学家》报道,整个登月飞行系统由多个不同功能的飞行器联合构成,分次发射进入太空.
第一步,登月宇航员乘坐的新型“宇航员飞行舱”由多级大推力运载火箭搭载升空后,与预先发射并进入环绕地球轨道的“地球出发站”和“登月舱”两个飞行系统对接,组成稳定的飞行器联合体系统.
第二步,火箭推送联合体系统飞向月球轨道.
第三步,登月舱与“宇航员飞行舱”脱离,宇航员乘坐登月舱降落到月球表面,留着自动操纵的“宇航员飞行舱”在月球轨道上飞行.
第四步,就是最核心的一步,3名宇航员在月球上考察,1名在登月舱内坐镇.
第五步,火箭点火推动登月舱返回月球轨道,与在轨道上的“宇航员飞行舱”对接,然后在隔热装置的保护下穿越地球大气,并最终凭借降落伞在地球陆地上而非海洋上着陆.
★登月地点：什么地方都可以
和“阿波罗”登月不同的是,2018年重新登月计划的登月地点将不再局限于月球赤道地区,而是月球表面的任何一个地方都可以.
据《新科学家》介绍,美国宇航局目前还没有选好确切的登月地址,但是新型航天器有能力在月球的任何一个地方着陆.为此,美国宇航局在“阿波罗”计划所用的月球着陆器的设计理念上加入了一些改进.新型的登月舱仍由上下两部分组成,下部是一个有四条腿、通过火箭发动机实现“软着陆”的着陆装置,上部则是宇航员完成登月使命后搭乘送回月球轨道的飞行舱.
★登月展望：建立宇航员常驻基地
按照计划,美国宇航局将在2018年打开重新登月的大门后,以每年至少两次的频率继续登月.
对此,美国宇航局表示,在最初阶段,他们的宇航员可以通过一次次登月逐渐延长在月球上驻足的时间,最终使每组宇航员可以在其上停留半年,像国际空间站的操作模式一样,每组“居民”居住半年,负责那里的日常操作和相关使命.美国宇航局希望借此在月球上建立一个由宇航员生活设施、发电站和通信站等部分组成的宇航员常驻月球基地.
除此之外,美国宇航局登月此举也是为了日后火星登陆计划的开展与实施.据悉,美宇航局估计在2020年左右开始细化火星登陆计划,目前初步的构想是先用4到5枚大型运载火箭把火星飞船和其他硬件设备送上轨道,继而送向火星表面,在火星表面上建立一个宇航员基地,再把6名宇航员送上火星,进行为期500天的科学考察和研究.
不过,美国宇航局想完成如此庞大的太空人物还将面临一个很大难题,就是资金.重新登月计划预计将耗资1040亿美元,这对于因伊战和重建新奥尔良而投入了大量经费的美国来说,无疑困难重重.尽管格里芬表示,重新登月计划不需要美国政府加钱,但是美国国会已经传出大量批评声音.所以,这一计划最终能否被国会通过如今还是一个未知数.
图片说明：一、新型航天运载工具 载人舱或载物舱将置于火箭顶部
二、“乘员探索飞行器”将在近地轨道上与登月舱对接
三、第一批宇航员将在月球上考察一星期
四、返回地球时,太空舱将借助新型气囊 作用在陆地着陆
█新闻对比一：“宇航员飞行舱” VS 航天飞机
★“宇航员飞行舱”
形状：像“阿波罗”飞船一样的圆锥体
大小：底径5.5米
重量：约25吨
载人数目：6人
附着位置：火箭顶端
搭载情况：人货分载
安全系数：高,是航天飞机的10倍
★航天飞机
形状：与大型喷气客机相仿
大小：高约17米、翼展约23米
重量：约68吨
载人数目：3到7人
附着位置：火箭旁边
搭载情况：人货混载
安全系数：一般
█新闻对比二：“阿波罗”登月计划 VS 2018年重新登月计划
★“阿波罗”登月计划
项目进行时间：1969年到1972年底
项目筹备时间：8年
项目资金：250亿美元
载人航天器：“阿波罗”飞船指令舱
运载火箭：“阿波罗”17号火箭
登月宇航员人数：3人
月球着陆地点：月球赤道
月球驻足时间：3天
登月主要任务：取回月球表面钛铁矿等样本
★2018重新登月计划
项目进行时间：最早在2018年到2020年间开始
项目筹备时间：13年
项目资金：1040亿美元(如果把通货膨胀因素考虑在内,这项投资只是“阿波罗”登月计划的55%)
载人航天器：“宇航员登陆舱”
运载火箭：35层楼高的新型超级火箭
登月宇航员人数：4人
月球着陆地点：月球表面任一地点
月球驻足时间：7天
登月主要任务：为建立月球常驻基地做准备
█新闻分析：美国为啥急着再登月?
美国宇航局在9月19日再次透露重新登月计划的内幕,似乎在告诉世人,我们不久又再登月了.诚然,随着科技的进步和太空探索的推进,登月并非遥不可及,更别说对已经有了登月经验的美国.但是为何同是登月项目或计划,美国却显得比其他任何一个国家都要着急,这其中有什么玄机?
★太空竞赛中想当第一
科技日新月异的变化与进步使地球上的人类开始考虑将触角伸到地球以外的太空.美国积极研发各种航天器和相关附件,又要登月,又要登火星；俄罗斯毫不示弱,先进的飞船系列承担下国际空间站建设的主要任务；欧洲宇航局也不甘落后,积极参与俄罗斯与美国的太空探索与建设项目,试图在这场史无前例的太空竞赛中分一杯羹.而一些亚洲国家的加入,更是使这场太空竞赛空前激烈：日本在建太空实验室,准备搭乘美国的航天飞机进入国际空间站,还屡屡宣布其壮志凌云的月球基地计划；印度的月球轨道卫星围着月球转了,还打算在2008年向月球发射无人飞船；而中国,这个世界上第三个把宇航员送入太空的国家,也启动了登月计划,并确定好了月球路线,准备在三年内发射月球探测卫星.加上中国“神舟六号”载人飞船发射在即,美国着急了,隔断时间就开始宣布自己的重新登月计划,似乎有先声夺人之势.
作为世界超级大国,美国在经济与军事上确实有着十分强大的优势.做惯了第一的美国当然不希望看见别的国家赶超自己,特别是在太空——这个彰显国力的领域里.为了取得太空竞赛第一,美国抢在各国之前采取一些列太空行动争取超越他国,包括向火星、土卫六、“坦普尔一号”彗星等发送探测器,还包括重新登月——这个大手笔的登月计划.
虽然美国在上个世纪六、七十年代曾经实现了登月,但是距离现在已经30多年,世人对美国的辉煌登月史似乎已经有些淡忘,关注的只是今天的结果,所以这就需要美国再次登月,以证明自己太空大国的实力.因此对于美国来说,再次登月是势在必行,而且是越早越好.
★太空殖民中想抢第一
除了登月,美国还想在月球上建立永久性宇航员常驻基地.这一目标已经超出了太空竞赛中领跑的意义,而是上升到了太空殖民中当老大的野心.
事实上,在上个世纪的后半期,很多技术和学科在经过将近一千年缓慢行进而近乎停滞的进展后,突然有了跳跃式的增进,包含和太空探索密切相关的技术,如：可以独立完成高难度修复的机器人、配备人工肌肉和聚合物电子产品的太空衣,以及为支持生命和化学处理所制造的人工器官等等.这些高科技产品为太空殖民提供了必要的基础部件,使得大型载人飞船可以在太空中直接自动建成,而且还可以在长程旅途中获得充足水源.
技术的进步使得地外太空建基地成了可能；而地外资源的丰硕则成为各国争相进行太空探索的动力.在地球能源日趋枯竭的今天,丰富的地外资源成为大国窥视的对象,特别是月球,这颗既离地球近、能源又丰富的星球,最适合地球上的国家上去建个基地.美国自然不能放弃这大好机会,可以借建基地,名正言顺地成为月球上的殖民者.毕竟月球上含有大量钛铁矿,这些矿藏不仅可作为将来月球基地钛、铁等金属的主要来源和火箭燃料等能源,还可以用于生产地球生命必需的氧和水,从中获得大量的液氧.
天时人和,就缺地利.而美国天文学家4月初又在月球上发现了一处永远处在日照之下的地区,不但气候相对稳定,而且距离冰冻水源地较近,被科学家称为是人类殖民的最佳落脚处!这算是补上了地利的缺憾.三者已然完备,美国还能守着猎场不狩猎?所以,美国展开了最迅速的行动,直奔月球!
在登月计划中苏联似乎没有采取什么动作,西方对此一直有种种猜测.事实上,苏联曾经制定过登月计划,但由于技术上的原因进展缓慢,加上政治上的考虑,该计划被中途放弃了.
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苏联的载人登月计划直到20多年后才被外界证实.1989年底,美国麻省理工学院和加州理工几位教授访问苏联,在莫斯科航空学院亲眼见到了当年登月计划的一些设施.1990年
5月,当年登月计划的主设计师米申应邀来华,也证实了60～70年代登月计划的存在.
1960年,科罗廖夫设计局开始研制超级运载火箭H-1,西方称之为N-1,该火箭的初衷是向火星发射无人重型探测器.由于受美国制定阿波罗计划的影响,苏联政府决定抢在美国前面将航天员送上月球.于是1962～1964年,科罗廖夫设计局按登月计划对H-1火箭进行了多次改装.
1964年8月3日,苏联通过《关于月球和宇宙空间考察工作的决定》,规定了登月计划的具体任务和期限.要在1968年前实现载人月球登陆考察,计划的全称是“H1-Л3”.计划中“Л”是俄文单词“月球”的第一个字母,西方也将该计划称为N1-L3.
H1-Л3计划使用的H-1运载火箭采用了多级并联方案,这是由于苏联一直没有解决单燃烧室大推力发动机发面的问题.火箭主体是常规推进剂——液氧和煤油的三级火箭,总长约100米,最下面长长的锥体是火箭的第一级,底部最大直径16.875米,由24枚到36枚火箭发动机并联而成.发动机分内外两圈布置,4个游动发动机控制火箭的姿态变化.第一级最大推力可达4500～6350吨,比土星5号3450吨的推力大了很多.第二级装有8台发动机,总推力约1432吨,第三级装有4台发动机,总推力约320吨.
第三级的上面是一个助推火箭和一个助推制动火箭,这两个火箭保障飞船飞往月球并使之进入月球轨道.飞船在火箭的上部,由登月舱和月球轨道舱组成.月球轨道舱是由联盟飞船改装而成,带有一个大功率的发动机,可以乘坐2名航天员.助推火箭上面的四部分构成了Л3系统.
发射前几小时,两名航天员进入月球轨道舱,进行最后的检测后,火箭点燃.火箭的前三级将上部的Л3系统送入地球的近地轨道.然后Л3系统内的助推火箭启动,开始地球轨道到月球轨道的转移.接近月球时,助推制动火箭开始工作使飞船减速进入月球轨道.不久,一名航天员从月球轨道舱经过舱外转移到登月舱,登月舱与月球轨道舱分离并向月球降落.与阿波罗号一样Л3系统的登月舱也由4条腿的缓冲支架支撑,实现平稳着陆.月球表面的任务完成后,登月舱靠自身发动机离开月球,同样也将4条腿的支撑结构留在月球上.登月进入轨道后,与月球轨道舱会合对接,航天员回到轨道舱.此后两舱分离.两名航天员一起返回地球.
H-1火箭试验记录
试验时间 结果
1969年2月21日飞行2分钟后发生爆炸
1969年7月31日点火后在发射台上爆炸
1971年6月21日点火后在发射台上爆炸
1972年11月23日起飞不到2分钟发生爆炸
注：后来调查四次爆炸的故障可能均出自第一级,证明多级并联的技术在实际应用中很不可靠.
出于政治的需要,H-1火箭的整个研制过程在很短的时间内就完成了,加之多个发动机并联,降低了系统的可靠性,因此H-1火箭的发射试验一败涂地.1969年初到1972年底的4次试验火箭均发生了爆炸.而此时美国人早已登上了月球,这就使得苏联的登月计划面临政治上的压力.1972年苏联政府要求暂停登月计划,但仍有部分登月计划在继续实施.阿波罗计划宣布结束后,苏联政府彻底失去了对登月计划的兴趣,登月计划得不到任何拨款.而且苏联开始重点发展载人空间站,因此,登月计划最终没能在苏联实现.