小布什2004年时就宣布了星座计划要重返月球,可惜2010年被奥巴马给下马了。
美国这一届政府的态度到现在看是很认真的,把本来2028登陆的计划提前到2024了,避免白宫易主后被下马。
早在小布什公布星座计划时,民众就有对火星登陆很高的呼声。可登陆火星谈何容易,不光需要海量的预算,还有大量还不存在的技术需要开发、测试、验证。拿登月任务做一次火星登陆演习是很有实践意义的。
于是阿尔忒弥斯(Artemis)任务上马了,阿尔忒弥斯也是一个希腊神话中十二主神之一,而且巧合的是(显然不是),她还是阿波罗(Apollo)的孪生姐姐。
毕竟距离阿波罗登月已经半个世纪了,阿尔忒弥斯任务的复杂性远远超过阿波罗,而且这是一个非常国际化的项目,就像国际空间站。
NASA已经在今年7月2号测试了载人模块的紧急逃生系统。
2020年,NASA的大宝贝SLS终于要发射了,载荷是猎户座飞船,但是2020年的任务是不载人的。
猎户座飞船本来是2004年小布什的星座计划中开始的,这次是重启了。它比阿波罗飞船大了2.5倍,能装6个宇航员,并且可以重复利用。最重要的是,这是空客产的!
SLS(Space Launch System)大火箭,这将是人类现役最大的运载火箭,载人版近地轨道运力70吨,货运版近地轨道130吨。它两根固体助推器每根输出推力1250吨,非常丧病。
它的芯级主发动机来头就更大了,四台RS-25。
RS-25来自于航天飞机的主发动机SSME(Space Shuttle Main Engine),氢氧燃料,真空推力230吨,真空比冲452秒,这性能真的是天顶星科技。
这玩意采用分级燃烧循环,主燃烧室室压206倍大气压,其氢泵和氧泵总输出轴功率10万马力,要知道SSME还是可以重复使用的!
关于火箭发动机(或者航空发动机)可以看我其它回答和文章:
2022年,猎户座飞船将再次发射,这次则是载人任务,宇航员将乘坐猎户座绕月飞行,但是不会登陆月球表面。
2022年晚时,重头戏终于开始了。
深空门户(GATEWAY)将在环月球轨道组装,由NASA,欧航局ESA,日本宇航局JAXA,俄罗斯航天集团,加拿大宇航局(你猜我做的啥?你咋知道是机械臂的)。
在这座环月空间站,大量载人深空技术将被测试,为火星登陆铺路。2023年,无人探月车将从深空门户出发登陆月球表面,为人类再次降临探路。毕竟这次要在上面住很久,不像阿波罗那样短期停留。
2024年,宇航员将乘坐猎户座飞船,对接到深空门户后,将乘坐登月舱登陆月球表面并返回。
在作为国营单位的NASA主导整个项目并搞定最硬核难关的同时,也积极邀请私人公司参与,科技树大家一起爬,利用私营公司的资本高效特点。将来用的到的时候还能让这些公司互相竞争压价。
下图为三个NASA选中的商业月球登陆器。
阿尔忒弥斯项目很显然不仅仅是登陆月球那么简单,大量深空载人航天技术将在这里被验证,这对火星登陆至关重要。
这是一个总计37次发射的庞大工程,涉及无数新技术,而航天领域技术延期和预算失控都不是什么稀罕事。不知道2024年能否真的能登陆,但是梦想和计划还是要有的嘛!
很荣幸生在这个时代,可以见证人类成为跨行星物种。
我们的目标是星辰大海。
以上
有没有想过:是什么能保证美国航天从60年代开始后一直狂飙突进?最终在太空竞赛中实现阿波罗登月并超过苏联?
答案是:疯狂投资!
(图自本人电子书:离开地球表面:一小时读懂人类航天史)
投资到什么地步呢?阿波罗登月前期占了美国联邦总预算的4.5%左右。
这是个什么概念呢?如今的NASA预算已经降到仅占联邦总预算的0.44%左右,但总量依然远超世界所有其他国家的总和。
(图自欧洲咨询公司Euroconsult的2019世界航天投资报告)
那么问题来了,为什么他们要保持这么大的资金投入?
一个很重要的原因当然是尝过甜头。
比如,当年阿波罗登月时代是海量的投资,换算成今天的美元差不多是2000亿美元,要知道今天的一艘最新型美国航母才80多亿美元造价。但是,它换来了无数回报,尤其是在当时看来特别新且有很大风险的集成电路、芯片设计、电子计算机、远程通讯等技术,航天的强烈对减轻质量、提高性能、不差钱特点导致一系列公司赚得盆满钵满,也获得了最初的发展资金,后来大家都知道了。
NASA的三大核心机构:喷气推进实验室、艾姆斯空间中心、阿姆斯特朗飞行研究中心都坐落在加州,它们带来的资金和项目是非常恐怖的,说它们带起了整个硅谷早期的需求并不为过。比如喷气推进实验室JPL,至今还是全世界唯一一个探访过太阳系所有星体的航天研究机构,需要的新技术太多了。
但是太空竞赛胜利之后,面临着这么一个问题:这些机构还要不要养下去?这可需要海量的钱。
事后证明当然是接着养了,而且没有项目创造项目也要养着这些人,甚至还要额外留下巨额资金挖苏联、德国和其他欧洲国家的专家。很多在当年看起来没啥用但特别花钱的项目,比如水手系列和先锋系列每个都是十几个太阳系探测任务、维京计划花了几十亿美元、各种太空望远镜都上去了,很大程度上就为了养活这些科学家,让他们保持状态。
这也很正常:任何一个运动员,最大的成本明显是平时保持状态不断坚持高水平训练,关键时刻才能爆发。真突然到了比赛场,如果缺乏平时的训练,就算当时一次性花再多钱再多精力,状态都不可能因为大家的情怀和欢呼而出现奇迹。
说到这儿,咱们看看现在美国的国家队航天NASA在干啥?
根据政府一系列法案,这些年很重要的几大块,已经完全放给商业航天和高校航天:运载火箭领域,SpaceX、Orbital ATK(诺格)、蓝色起源在阻击传统且无比昂贵的ULA;载人航天领域,SpaceX的载人/货运飞船、Orbital ATK(诺格)的天鹅座飞船、波音的Starliner飞船、内华达山脉的追梦者航天飞机,已经逐渐接班,阻击俄罗斯的垄断;空间科学和深空探测领域,诺格和各个高校慢慢崛起,比如价值100亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜交给诺格、行星猎手TESS交给麻省理工、帕克太阳探测器和蜻蜓土卫六探测器交给约翰霍普金斯、火星2020交给JPL/加州理工,等等。
这些都是历史上参与深空探测比较多、或者新崛起的新秀,要给他们足够的资源养活他们。
否则,顶级的人才是属于全世界的,你不要他们当然会有地方去。
那么问题来了,最核心的洛马、波音、洛克达因这几个超级大佬好像突然闲下来了,这可咋办?
要知道,这可是美国航天的核心国家队,不可能不养。
结论是当然不能让他们闲着,而且要给他们投入巨资啃硬骨头。
这就是太空发射系统和猎户座载人飞船。前者是超级液氢液氧燃料的重型火箭,可以比肩甚至超过史上第一土星五号,可以叫做新的史上第一。后者是史上最先进的载人飞船,可以执行地球、月球、小行星和火星载人探测任务。
这两个项目研发难度极大,是美国都需要举国之力才能弄的,也必须和只能依靠这几个传统军工大佬投入大量人力物力资源。过去这些年,这两个(事实上是一个)项目已经花掉了400多亿美元,是阿波罗登月、航天飞机、国际空间站之后美国最大的项目了。
那么出了一个新问题?
几个大佬把这东西马上搞出来了,但是太贵,例如太空发射系统预计发射费用一次在10-15亿美元之间,怎么用?谁用得起?尤其是商业航天崛起之后,现役世界第一火箭都被SpaceX拿走了,太空发射系统面临的形势更严峻。更何况,洛马和波音家联合的ULA还要有火神Vulcan火箭,更是直接面临胎死腹中的危机。
但是,没有市场,当然要给他们创造市场啊!这几个巨佬这么可能没饭吃。
现在国际空间站已经完全交给商业航天,而且需要的技术已经非常成熟,用太空发射系统和猎户座性价比太低,完全大材小用。所以就需要创造一个新的项目,这就是环绕月球的空间站月球门户,和永久的月球基地。在这两个项目里,NASA明确说了会邀请商业航天参加,但主力还是洛马波音ULA这些。
而需要的技术嘛,美国早在上世纪阿波罗登月后就全部论证过了,只要火箭和飞船设计完毕,并不存在大的难度,就一直在等待时机通过而已。尽管月球到底有没有科研价值阿波罗登月早就证明了:有一定价值,但对不起花的这么多钱。可现在还是要上马。
综上,这个月球基地,更大意义是提供下一步的资源,让太空发射系统和猎户座飞船成型后能有一定发挥空间。这个月球空间站和基地预算200-300亿美元,甚至都不够养活它们。但从另一方面讲,这也是重要的练兵场,就好比阿波罗登月之前有双子座计划、月球勘探者计划、游骑兵计划共计几十次任务做铺垫。
这次的月球空间站和月球基地,也是在为未来更烧钱的火星探测做技术储备。
在这个过程中,毫无疑问又会进一步带起一堆行业,同时保持美国在航天领域的绝对优势,相当于一直在高强度备战。尽管目前表面看起来一直在烧钱非常疯狂,但这就跟奥运会比赛一样,现在不扎本,未来可出不了成绩比不过别人。
搞航天,需要一直持续的养着这些高水平人才,给他们投入资源不断提高水平。否则人才流失了、断代了,都是很难甚至不可能弥补的。小时后欠下的读书和学习成绩,长大后挽回成本有多高大家都懂。
所以我觉得,NASA这个项目不是开玩笑,是一定会搞的。不过NASA也无奈,被几个大佬绑架到这个地步了,不搞也得搞,要不然这些人才咋办?
为什么我通篇没有谈人类再次登月、甚至月球基地的科研价值?因为比起成本来讲,科研价值太低了,根本对不起这么多钱,不谈也罢。。
没有细节。实际上把阿波罗登月仓,发射到月球上就是永久基地。有吃有喝可以睡觉。就是基地啊。
但是如果说建立一个钢筋混凝土的建筑那是另外一回事。
又或者向南极科考队那样的房子,想月球行走就可以出去。基地里面永久有人生存。又是另外一回事。
看哪种吧。
技术上:光刻机的制造和使用工艺。
金融上:打破美元的霸权。
军事上:台湾问题。
别的问题(房产绑架经济、老龄化、东西部平衡等)都是发展中的问题,都是可能通过发展来解决的。
上面列的3个问题是当前面临的核心问题。