930亿美元把宇航员重返月球的计划

3月17日上午,世界最大的门打开,露出了一个滚集航空惊叹梅里特岛的肯尼迪航天中心,佛罗里达州。在美国宇航局的最大建筑,站在其最新火箭——有史以来最强大的和近100米高。那天晚上,一个巨大的轮式平台慢慢滚出大楼,携带mega-rocket通过沿海走向发射台。

像世界各地的许多航天爱好者,蕾妮·韦伯,NASA马歇尔太空飞行中心的行星科学家在亨茨维尔阿拉巴马州,敬畏地盯着网络直播饲料。“这是要去月球,”她想。

不同于任何火箭在过去的半个世纪中,是载人登月。美国宇航局计划用它来发送人员回到月球表面50多年后,美国宇航员一走在阿波罗计划。即将到来的推动叫做阿耳特弥斯,阿波罗的孪生妹妹在希腊神话中。

NASA计划今年晚些时候开始阿耳特弥斯时代,第一次发射的mega-rocket称为太空发射系统(SLS)。这一使命,被称为阿耳特弥斯1,将没有任何船员在月球并返回持续26 - 42天旅行。NASA希望实现它的下一个巨大的目标,着陆的宇航员在月球南极,到2025年底。支持阿耳特弥斯项目,NASA已经承包公司发送一系列的机器人到月球登陆器,它将携带宇航局仪器探索其表面,提高科学可能来自宇航员的任务。

阿耳特弥斯计划面临巨大的挑战,特别是美国国会是否会愿意支付数十亿美元的成本每飞行。但如果收益和美国宇航局的设想一样,它会给一个主要的推动科学教育和公众意识,阿波罗计划,生从冷战时期美国和苏联之间的太空竞赛,激发了一代的科学家和工程师。

这六个国家即将登上月球,这是为什么

科学将会受益。月球南极从未被人或探讨兰德斯(尽管一些机器人任务的目标是阿耳特弥斯宇航员之前到达那里)。因为阳光永远不会到达南极的部分地区,部分地区可能已经冻结了几十亿年。他们可能包含冰和其他化合物,主要是干燥的月球上是罕见的。通过发现这些挥发性物质,研究它们,科学家可以获得洞察月球的起源和演化,以及整个太阳系的历史,包括地球¹。

“认为这是建立在阿波罗,”韦伯说。“阿波罗计划完全彻底改变了我们对月球的了解科学和月球本身。”

准备去

阿耳特弥斯开始其官方在2017年,前总统唐纳德·特朗普签署了一项政策指令告诉美国国家航空航天局把宇航员送上月球。这个想法的根源追溯得更远,至少2004年,当时的总统乔治•布什(George w . Bush)优先发送宇航员到月球,火星。作为回应,美国国家航空航天局开始设计重型火箭——SLS的前体细胞——这可能需要人们和货物超越地球低轨道(见“超重”)。

2010年,美国总统巴拉克•奥巴马(Barack Obama)取消了布什时代的计划,告诉美国国家航空和宇宙航行局重点发展火箭送宇航员到小行星上,准备去火星(因此绕过月球)。国会让火箭项目存活,为NASA提供数百亿美元来开发SLS。如果它最终将从发射台在佛罗里达州,SLS将美国国家航空航天局的航天飞机以来首次新载人航天汽车设计在1981年首次亮相。SLS已经运行到最后一刻的故障,然而。今年4月,一个重要的测试,应该填满的火箭燃料,然后吸取它透露了一些问题,包括错误的阀和氢泄漏。美国宇航局正在努力解决的问题。

在阿波罗登月从1969年到1972年,12个白人走在月球表面。美国宇航局说,阿耳特弥斯将土地的第一个女人,第一个在月球上的颜色。宇航员队包括几个颜色的女性,其中包括行星地质学家杰西卡·沃特金斯,她第一次太空任务——飞往国际空间站——4月27日。

道格·赫尔利,一位退休的美国宇航局宇航员在地球低轨道飞行,说派人重返月球将是人类历史上一个非凡的时刻,尤其是在现代月亮的照片和视频(见一些登月的地图)。“人类第一次用自己的眼睛看到它在50年。这将是巨大的,”他说。“病毒,这些照片。”

与天的阿波罗,阿耳特弥斯发生的时代,私人航空公司正在开发自己的小火箭去月球。这个时代的商业太空飞行开放范围广泛的机会,美国科学家将机器人登陆月球表面。“阿波罗以来,我们没有定期访问月球表面,”芭芭拉·科恩说,美国宇航局的月球科学家戈达德太空飞行中心,绿地,马里兰州。

美国宇航局首次回到月球表面由今年年底可能发生。如果一切顺利,两家公司部分由美国宇航局资助的,直观的机器在休斯顿,德克萨斯州和宾夕法尼亚州匹兹堡宇宙机器人——将两个登陆月球的不同部分。直观的机器是针对一个黑暗的地区称为风暴洋,携带了NASA设备如摄像机捕捉灰尘羽由着陆器的触动。

宇宙机器人将前往湖,毫无生机,火山平原月球的北半球,与美国航天局仪器包括一个质谱仪测量废气月球着陆影响化学的污垢。“通过观察气体与表面的相互作用,我们可以告诉很多关于他们如何迁移,最终迷失空间或被困在寒冷的极地水库、“Mehdi Benna说,行星科学家戈达德和实验的首席研究员。

这些兰德斯是第一个在一系列的美国宇航局的月球负载服务,商业机构的雇佣公司科学仪器飞往月球,而不是把他们本身。这是一个危险的主张,因为这些公司之前构建的月球登陆器。至少五个多兰德斯计划在未来几年,每个不同的位置,携带不同的科学仪器。

另一个直观的机器探测器应该是土地在2024年Reinerγ,这是一个引人注目的例子地理现象称为“月球漩涡”。这些都是高度磁化补丁月球表面时出现的明亮的模式。计划中的飞船,称为月球顶点,将一个小罗孚Reiner伽马收集磁测量,试图解开月球漩涡是如何形成的²。

太阳能漫游者将生存只有一个月球日光,14天左右,但在那个时候可以卷从数百米的着陆点,周游光,漩涡的深色部分和测量磁场的强度和方向的岩石。“这肯定是我们生活的最激烈的两个星期,”索尼娅Tikoo说,在加州的斯坦福大学的行星科学家,致力于月球顶点。

2025年,另一个商业着陆器旨在将两个地震仪月球远侧;他们将是第一个地震仪在月球上因为阿波罗的日子。通过研究地层地质活动产生的陨石撞击地面,科学家可以改进他们对月球内部结构的理解。韦伯,他是团队的一部分,说这可能是在月球上地球物理网络的开始,就像阿波罗宇航员下降科学包包括地震检波器,磁力计和其他仪器在不同的位置。观察数组一直持续到1977年NASA关掉。“在不同的地方做相同的实验科学价值,”韦伯说。

另一个未来的着陆器将目标科学家们最有趣的目标之一——月球冰。明年,美国宇航局的商业计划将发送NASA-built罗孚叫毒蛇月球的南极地区寻找冰。由宇宙机器人,2.5的个子很高探测器将寻找水和其他挥发物冻的污垢,然后用其1-m-long钻取样品。仪器上的探测器将研究核心片段它停。NASA希望毒蛇作为月球探勘者号,收集信息挥发物分布在哪里,就像黄金矿工搜寻ore-rich静脉。任何大量的水可以作为资源为未来的月球探险者。

挥发物在月球极地地区也是一个关键的科学目标第一个载人阿耳特弥斯降落。阿波罗的时候,科学家们不知道月球上有水。他们认为月亮失去了所有的水在形成一个巨大的影响,或在外层空间的气候十分寒冷。初步证据,潮湿的月亮出现在1990年代从美国柑橘等航天器³和月球探勘者号⁴。2009年,印度的月船一号轨道飞行器测量光的频率反射坑墙壁和其他表面,这证实了月球包含少量的水,冻在高纬度永久背光的地区⁵(见“水在哪里?”)。

“完全彻底改变了我们对月球两极的理解,”Cohen说。从那时起,其他科学家已经扩大了月球水的研究发现它在其他领域,即使在阳光照射的部分⁶。

挥发物的研究将揭示的秘密不仅对月球的历史,而且对其他太阳系内部,科恩说。汞,例如,保留了冰的阴影极地陨石坑即使它是地球离太阳和白天气温飙升到430°C。水如何到达月球,以及它如何幸存下来,拥有关键的见解如何这种物质,这对地球上的生命——成为至关重要的形式分布于整个太阳系。“我们走了,有了这个新知识,这将从根本上新的科学,”Cohen说。

阿波罗宇航员月球两极附近从来没有任何地方通过。阿耳特弥斯宇航员将是第一个人去探索这一重要地区。阿耳特弥斯3的着陆地点,这将是第一个任务携带宇航员表面,没有选择,但将在六度南极的地方。像阿波罗宇航员,阿耳特弥斯船员会步行或开车降落区,进行实验,拾起分析岩石样本带回地球。

在没有太阳的地方吗

几个潜在的着陆点附近21-kilometre-wide沙克尔顿陨坑,位于南极,南极探险家欧内斯特·沙克尔顿的名字命名的。沙克尔顿6.5天的任务中,宇航员可能不仅搜索挥发物还收集岩石遗留一旦覆盖月球岩浆海洋⁷。创建沙克尔顿的影响暴露块先前埋古老的月球地壳。

月球南极附近的生活和工作带来独特的挑战。因为月球不是地轴倾斜,地球,阳光并不总是达到极点。一些地区永久性照明和其他人在永恒的影子。每个月的一天,太阳圈在地平线以下,创建一个超凡脱俗的经验类似于午夜太阳的影响已经在北极和南极。因为太阳从地平线如此之低,因为月球景观非常崎岖,月亮的部分地区,如角落深坑,可以保持锁定在阴影。

美国宇航局应该让人类重返月球

NASA设计阿耳特弥斯太空服,能承受巨大的温度波动经历了从光和黑暗。相机将需要有一个高动态范围、功能同样深陷阴影和明亮的阳光。甚至在表面上具有一定的挑战性。“这将是一个困惑的操作环境中,“穆Hurtado说行星地质学家德克萨斯大学埃尔帕索,帮助训练NASA的宇航员。“你可以想象晚上散步除了手电筒。”

阿耳特弥斯宇航员将在野外地质学火车晚上在崎岖的风景在地球上准备条件,他们可能会遇到在月球上。使用人工照明、激光测距、地图显示或其他技术艾滋病可以帮助他们更顺利,卡罗琳van der Bogert说,行星在德国明斯特大学的地质学家,他分析了宇航员着陆地点。“这将是一个进步的阿波罗宇航员。”

除了南极着陆,阿耳特弥斯计划设想宇航员去月球的其他部分,以及建立一个月球基地和Moon-orbiting小型空间站称为网关,而应该是在2024年发射第一个组件。

该计划的规模和雄心构成巨大的挑战。有金融问题该机构是否有足够的钱来实现宇航员降落在2025;每个阿耳特弥斯发射费用估计超过40亿美元,或者美国宇航局的整个预算的六分之一。整个项目,包括所有Artemis-related工作在所有的美国宇航局的分歧在2012财政年度开始,预计花费930亿美元,2025财政年度的结束。也有技术问题,如是否运送宇航员的飞船从月球轨道表面,这将由美国公司SpaceX——将会按时准备好。

美国宇航局最乐观的规划文件显示阿耳特弥斯2025,然后降落在一个中断的宇航员登陆,直到2028年。

许多月球科学家表示他们将采取一切可以得到的。“我很兴奋阿耳特弥斯3,“即使NASA不继续这个项目之后,Hurtado说。“最终的希望是在月球上持续存在。”

与此同时,美国航空航天局继续推进计划降落在月球表面。在接下来的几个月,它将发出呼吁地质学家小组想要发展科学规划Artemis-3宇航员。美国月球科学家正努力与同事竞争这first-since-Apollo机会。

对许多人来说,重返月球长过期,有可能达到远远超出月球科学的世界。“阿波罗只是一个惊人的成功,”大卫·克林说月球和行星地质学家协会在休斯顿。“我希望看到阿耳特弥斯做同样的事情,今天美国和全世界。我认为人类将从中受益。”