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SpaceX开创太空探索新模式 计划比中国早两年登陆火星

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红龙飞船

SpaceX+NASA 开创太空探索新模式

4月27日,SpaceX公司创始人埃隆•马斯克(Elon Musk)于在推特上宣布:公司计划最早于2018年用“重型猎鹰火箭”发射无人“红龙”(Red Dragon)飞船抵达火星。“红龙”是正在研发的二代龙飞船(Dragon V2)的火星版本。他说,将会派第二代“龙”飞船执行这项任务。“第二代龙飞船的设计,是让它能在太阳系的任何星球上着陆。“红龙”火星任务是其首次试飞。”这是SpaceX公司首次预定火星任务的日期,而该公司还致力于研制实现载人抵达火星的技术。同时,马斯克表示今年9月份将在国际宇航大会上,详细公布代号为MCT(Mars Colonial Transporter)的一整套火星计划。

马斯克声称“红龙飞船可以根据着陆地点的不同,向火星表面运送2-4吨不等的有效载荷”。事实上,即使是最低的2吨载荷,也已经超过了人类历史上所有的向火星表面的一次性投送能力,之前送上火星表面最重的载荷是于2011年发射,2012年着陆火星,并至今仍在正常工作的“好奇号”火星科学实验室,重量为899kg,并采用十分复杂的“天空升降机”登陆火星。“红龙“的运载能力在理想情况下可以运送四辆“好奇号”前往火星。马斯克还声称,得益于重型猎鹰火箭的强大运载能力,“红龙“飞船几乎可以前往太阳系中任何地点。它不只可以着陆在火星上,也可以着陆在月球上,甚至着陆在木星的第二个卫星上。根据SpaceX公司的资料,“重型猎鹰火箭”的地火转移轨道(MTO)运载能力为13吨,考虑到未来更换比冲更大的先进上面级的可能,这个运力还可能增加。

事实上,“天空升降机”已经不适用更重的飞船在火星上的着陆。“红龙”在火星表面的软着陆,主要依靠它侧壁的8台SuperDracos液体发动机,这种发动机能在点火指令下达的100毫秒内达到全推力状态,并且根据飞船传感器和飞控系统的数据,实时调整推力和姿态。SuperDracos现阶段主要用于载人龙飞船的上升段逃逸系统。之前SpaceX成功地进行了载人“龙”飞船的发射台逃逸实验。如果此次火星着陆任务成功,将会帮助SpaceX公司实现将更大载荷采用反推系统送往火星表面的能力。

这次SpaceX公司发布火星任务时,正值我国宣布在2020年进行火星探测计划后不久,从而引起了公众和媒体的广泛关切。有人对SpaceX公司的宣布表示赞赏,但也有人对SpaceX公司能否完成如此复杂的任务表示怀疑?的确,只靠一家私营的SpaceX公司完成这样的任务是十分困难的,但它背后,却有美国宇航局(NASA)的全面支持。

早在2011年,在NASA Ames中心成立的SpaceX公司和NASA联合团队,完成了用“龙”飞船登陆火星的可行性论证报告。报告认为:用“重型猎鹰火箭”发射 “红龙”飞船登陆火星是探测火星的效费比很高的途径。在这之后,NASA Ames中心、喷气推进实验室(JPL)、Langley中心,在“红龙”飞船的进入、下降和着陆(EDL)技术和搭载的科学载荷方面,进行了一系列的研究试验。

2014年12月,SpaceX公司与NASA签订了“商业航天能力合作协议(Collaborations for Commercial Space Capabilities ,CCSC)”。这种协议是一种无资助的航天活动协议(Unfunded Space Act Agreement),它是NASA的太空技术任务部的先进概念计划的一部分。其内容包括火星着陆技术和最终人类在火星生活等两方面,并要求在2017年3月完成。今年4月25日和26日,NASA和SpaceX公司两次修改协议,明确任务目标将面向“红龙”飞船登陆火星任务。4月27日,NASA副局长 Dava Newman 对修正的协议作了说明:“作为从SpaceX公司得到火星进入、下降和着陆的数据, NASA 将对”无人“龙”飞船在火星着陆提供技术支持。“

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