NASA发布重返月球设计方案

原标题：NASA发布“重返月球”设计方案

作者：李虹琳 来源：星际智汇

2018年9月24日，美国国家航空航天局（NASA）发布《国家太空探索活动报告》，规划了从近地轨道到月球到火星的载人探索路线图。该报告包括以下五部分内容：面向月球、火星及以远目的地；美国人在月球轨道和月球表面；我们为在太空中生活做好准备；火星及以远目的地的机遇和发现展望；以及促进组织改革的举措。

从地球到月球到火星

一、报告提出的背景

该报告是对《2017年NASA过渡授权法案》要求的回应。该法案要求NASA在2017年12月1日前向国会提交“载人探索路线图”，为NASA载人航天飞行计划制定“一套完整的探索、科学和其他目标”，包括发展地月空间能力，但没有明确提到在月球表面的载人活动。该报告重点关注特朗普总统于2017年12月签署的“1号航天政策指令”的内容，即要求NASA“重返月球并进行长期探索和利用，随后开展载人探火和其他目的地探测活动”。

二、报告的主要内容

（一）提出国家太空探索活动的五个战略目标

将“以政府投资为主导的近地轨道载人航天飞行活动”调整为“以私营为主的商业载人航天活动”；

领导并开展月球表面活动，提升执行地月空间以远任务的能力；

通过一系列机器人任务促进对月球资源的科学发现和表征；

实现美国航天员重返月球，并进行持续探索和利用活动；

在月球上验证载人火星和其他目的地任务所需的能力。

（二）针对近地轨道、月球和火星的关键决策点和里程碑

1.近地轨道

2018年：完成近地轨道商业化研究，决定对商业近地轨道进行开发，确定国际空间站商业和私人宇航员使用政策。

2019年：通过竞标挑选商业模块和/或自由飞行空间站开发的资金/后勤支持；增加国际空间站使用和近地轨道开发兴趣；消除监管障碍，研究新的融资模式，促进近地轨道商业活动的发展。

2022年：基于近地轨道商业活动发展状况，在2025年联邦终止对国际空间站直接投资的情况下，调整计划，以确保继续使用近地轨道空间平台。

2024后的决定：基于近地轨道商业载人航天活动发展情况，确定NASA和整个政府给予相应支持，以确保当前需求得到满足，美国能够保持在近地轨道的永久存在。

2.月球

月球轨道：

2018年：确定开发“门廊”、商业和国际合作伙伴关系，以及最终配置。

2019年：确定适当的“门廊”需求并确定轨道参数。

2020年：利用“航天发射系统”（SLS）/“猎户座”（Orion）执行EM-1无人环月任务；开发“门廊”科学有效载荷；确定“门廊”剩余要素的获得方式(2021年前完成)；根据运载火箭发展情况，决定未来“门廊”的后勤补给任务。

2022年：6月执行EM-2载人环月任务；发射“门廊”第一个要素动力推进部件（PPE）到月球轨道。

2024年：根据乘员舱的开发和运营情况，确定是否需要进一步投资以增加从月球轨道返回地球的选项。

2024后的决定：基于载人重返月球计划和2030年载人火星轨道任务架构的决策，确定在月球轨道上开发和放置推进剂库的需求和可行性；评估并做出适当决策，以满足“门廊”发展需求。

月球表面：

2018年：确定NASA最早从2019年开始采购商业月球有效载荷服务，实现月球表面端到端的有效载荷运送；确定聚焦于月球资源和其他科学发现的潜在任务，包括巡视和采样返回能力。

2019年：决定载人级月球着陆器能力验证任务的日期，决定开始载人月球表面架构和任务分析，以支持在2029年前将美国人送上月球表面。

2020年：开始载人重返月球表面所需的能力模拟、开发和/或购买其他要素(如乘员舱和上升飞行器、扩展“猎户座”服务舱等)。

2021年：基于NASA商业月球有效载荷服务结果，计划为第二个资源与科学巡视器任务采购商业发射服务，或者在NASA进行任务开发与运行。

2022年：基于2022年NASA月球资源与科学巡视器任务的结果，计划加速原位资源利用（ISRU）系统的开发与合作，或者保持基础研发工作。

2024年：基于之前的研发能力与成果，决定载人重返月球表面的日期、方法和任务目标。

2024后的决定：基于月球表面访问成本、高功率电推进系统和原位资源利用（ISRU）的可行性、发布的探索与科学任务和技术投资，以及私营部门和国际伙伴访问月球表面的需求，确定可持续美国载人重返月球表面的本质和相关基础设施开发项目。

3.火星

2019年：确定火星机器人往返任务(火星采样返回)的实施、架构和目标发射日期，确定火星前沿技术的研发投资组合，为载人长期深空运输飞行器制定标准(正在进行中)。

2021年：基于“火星2020”、火星氧气原位资源利用试验（MOXIE）和火星直升机性能的结果，修改火星前沿技术的研发投资组合。

2024年：基于对火星前沿技术研发投资、“门廊”开发和运营、运载火箭和载人飞船开发和运营的结果，决定载人火星轨道任务的架构并开始开发相关系统。

2024后的决定：根据机器人往返任务、地月活动的结果，以及火星前沿技术研发投资组合的进展，确定实现载人登火所需的技术投资和时间线。

太空探索时间线

三、报告未明确的事项

该报告未提出如何实现五个战略目标的新细节。报告虽然描述了地月空间“门廊”和一系列月球着陆器的开发，但未确定关于建设“门廊”和开发这些月球着陆器的诸多细节，也未提出如何开发这些着陆器的细节。报告指出，直到2019年NASA才会决定“适当的‘门廊’需求”及其在地月空间的最终轨道。报告中未提及探索活动的成本，未对“门廊”、着陆器或计划的其他元素提供成本评估；除最初计划的火星采样返回任务和在2030年代开始一系列载人登火任务外，并未对中间过程中的机器人或载人探火任务做出更加详细的规划。