50年前阿波羅技術已落後?美國稱這14項新技術,是登月關鍵

科學鴿 發佈 2020-12-12T13:06:16+00:00

本月9號,美國副總統彭斯正式公布了美國重返月球的太空人陣容,9男9女,計劃在2024年登月,但是這個時間表最終也只能淪為川普團隊最後的口號。NASA和美國航天工業的人士大多認為這是不切實際的,拜登上任後,這個不現實的目標只會隨著川普一起淡出人們視線。

本月9號,美國副總統彭斯正式公布了美國重返月球的太空人陣容,9男9女,計劃在2024年登月,但是這個時間表最終也只能淪為川普團隊最後的口號。

NASA和美國航天工業的人士大多認為這是不切實際的,拜登上任後,這個不現實的目標只會隨著川普一起淡出人們視線。


按照鴿王火箭SLS的進度,2024年太空人能乘坐獵戶座飛船繞飛月球一次都算是進度驚人,真正登月預計要等到2030年後。

雖然四年後這個不切實際的目標實現不了,但美國的重返月球決心已顯,為了確保成功,以及降低任務成本,美國公布了自己的技術攻關方向。

14項關鍵技術

今年美國宇航局局長吉姆·布里登斯汀在月球表面創新聯盟網絡秋季會議的主題演講中,宣布將與更多的商業太空公司合作,在十年內建立一個可持續的月球探索計劃。

會議上提出了14項新的月球探索「引爆點/突變點」(Tipping Point)技術,指出這是重返月球重點技術攻關方向,在阿波羅任務登月後,科技發展五十年,老技術可以滿足短期登月,卻滿足不了重返月球長期駐月的需求。


在最新的招標中,引爆點技術招標計劃簽訂總價值超過3.7億美元的技術演示合同給一系列公司,研製任務需要在五年內完成。


被選擇的公司可以直接和NASA的科研中心合作,促進技術儘快成熟,為未來長期駐月和登陸火星做技術準備。

根據研究領域的不同,美國提出的14項關鍵技術主要分為三類。

火箭相關

第一類是低溫流體管理技術,用於防止燃料由於蒸發而損失,確保月球冰樣本保持穩定;主要和火箭燃料儲存和傳送有關。

四家公司獲得了總計超過2.56億美元的合同,其中佛羅里達州的Eta Space公司獲得2700萬美元,用於設計一套完整的長期低溫液氧管理系統,在未來幾年中將搭載進實驗衛星進行為期9個月的測試。


洛克希德·馬丁公司獲得8970萬美元的技術演示合同;在航天界持續熱度不減的空叉也在其中,SpaceX拿到了5320萬美元,用於實現太空中在燃料儲罐之間轉移10噸級液氧。

知名航天「黑店」ULA獲得8620萬美元,用於實現燃料壓力控制、燃料轉移和推進劑長期存儲。

駐月

第二類針對於長期駐月,被美國稱為月球表面創新計劃,合同超過1億美元,用於促進就地資源利用,提高未來駐月基地的自持力。包括提供地面基地發電、能源存儲、通信和其他能力的應用。


瓜分這一億美元經費的公司多達十家,機器人技術開發商阿爾法空間測試研究公司拿到兩千萬美元,預研在月球環境中使用的小型實驗設備。

Intuitive Machines獲得4160萬美元,用於開發一種月面飛行器,在真空環境中攜帶1公斤有效載荷飛行超過2.5公里,基本可以當作一個火箭動力的無人機。


Masten空間公司獲得280萬美元,研製可以在月球夜間和隕石坑內的極端環境中工作的通用電源。SSL機器人公司獲得了870萬美元,開發月球表面工程應用、在軌服務和地面防禦的機器人。


電力方面NASA拿出了580萬美元,尋求為商用機器人無線充電的解決方案,pH Matter公司拿到研製可逆再生燃料電池和儲能設施的合同。Teledyne能源公司獲得了280萬美元,用於製造氫電氣系統,生產使用壽命可達10000小時的燃料電池。

除了電池,月面設備還需要一種更高能量密度的儲能手段,NASA把技術方向放在了固體氧化物燃料電池上,電池可以使用飛船的甲烷、氧推進劑和其他月面資源。


一直被人關注的月球氧氣問題反而並沒有被NASA放在心上,只給了內華達山脈公司240萬美元,研製利用甲烷和太陽能從月球風化層中製取氧氣的設備。


比較有趣的是,美國諾基亞獲得1410萬美元用於開發月球LTE/4G通信系統。

月面交通

第三類用於飛船到基地的快速精確著陸技術,因為未來長期駐月任務的基本思路是,地球到月球空間站再到月球基地,實現月面基地到月球門戶這樣的中轉站交通,需要發展出一款可靠且重複使用的交通工具。


這個任務合同交給了一家名為Masten的公司,接下來將主要測試100公里高度的亞軌道飛行。

美國這個所謂技術引爆點的計劃,一方面的確是長期駐月的技術需求,另一方面也是引進更多的私營航天企業,打破長期被波音、洛馬、諾格限制,投入產出效率低的弊病。


除了ULA算是有一半波音的影子之外,傳統航天巨頭只有洛馬直接參與其中;你覺得這些技術可以稱作「引爆點」級別嗎?(圖片來自網絡,如侵刪)

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