人类为什么会想到要登陆月亮
其一,月球是研究地球起源与演化的“最佳标本”。月球几乎没有大气和地质活动,岩石受损程度小,在那里研究月球岩石相当于研究地球39亿~40亿年前的标本。探索月球可了解许多地球早期信息,如地壳和地表等,有助于人们认识生命、地球、太阳系以至整个宇宙起源和演化的历史,了解空间现象和地球自然系统之间的关系,并由此认识人类在宇宙中的位置和作用。另外,在月球上建立多学科实验室可以对月球进行全面研究。如果月球实验室与地球上的科学设备并用,还能对地球进行全球性研究,使人们从独特的角度对地球进行全面、深入了解。月球表面具有高洁净和弱重力特征,这对天文观测来讲是无与伦比的条件。在月球上建立大型月基天文台和其他科研基地,比在地球上更方便,加上月球的地质活动比地球弱得多,对望远镜的观测影响很小,这对天文观测来说尤为有利。其二,通过探月工程可推动相关科研和产业发展。探月是一项十分复杂的系统工程,通过开发复杂的探月科学技术,可以带动和促进基础科学研究和高科技的快速发展,并推动多学科交叉、渗透、共同发展。在这方面,人类早有收获。上世纪六七十年代,美国通过实施“”载人登月工程,带动了超高强度和耐高温材料、新型计算机、遥控作业等一大批高科技工业集群的发展。后来,该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果陆续转为民用,促进了科技与工业的整体发展与繁荣。20世纪末的10年,美国能够持续保持高速增长,很大程度上得益于“”载人登月工程派生出的约3000种应用技术成果在经济领域的广泛应用。美国领先于世界的信息、生物、新材料等高新技术,很大部分来自对探月技术的消化、优化和二次开发。其三,探月可以为人类开发利用月球资源做准备。月球上蕴藏着大量的自然资源,已知有100多种矿物,其中有5种地球上没有。月球上有丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、钠、钾、镍、铬、锰等矿产,仅月海玄武岩中就含有可开采钛金属至少有100万亿吨。由于月球没有大气层,所以月球表面的月壤中有大量通过太阳风吹来的氦-3,这是一种安全、清洁又高效的核聚变发电燃料,用它进行核聚变发电可提供便宜、无毒和无放射性的能源,被科学界称作“完美能源”。目前据保守估计,月壤中有100万吨氦-3,用来发电可满足地球1万年的能源需求。正因如此,月球被誉为21世纪的“波斯湾”。此外,大量探测表明,月球两极有大量的水资源,引力只有地球的1/6。未来,随着人类利用月球资源能力的提高,月球有望成为人类飞向火星、开展深空探测的一个天然航天港。一方面,月球上的水资源可以为航天员提供月面生存需要,同时,还能分解成氧和氢,转化为探测器的燃料。另一方面,将月球作为深空探测的前哨或中转站,载人飞船或空间探测器只需很小的推力,就能摆脱月球引力前往其他星球。据一份报告称,如果将月球作为载人火星探测项目的中转站,每年能够节省大约100亿美元的开支。最后,探月工程是一个国家综合国力的重要体现。对于任何一个国家来说,通过实施探月工程,都可以激发民族自豪感,增强民族凝聚力。进入21世纪以来,随着科技和经济的飞速发展,越来越多的国家开始研制和发射月球探测器,并取得大量科技成果。至今,我国已先后发射嫦娥一号、二号绕月探测器,嫦娥三号、四号落月探测器,再入飞行返回试验器。未来我国还将发射嫦娥五号、六号月球采样返回器等月球探测器,期待探月工程取得更多成果
为什么美国登月后就没有后续了
因为登月太烧钱了,美国的整个计划花了500亿美元,那可是60年代的500亿,当时布雷顿森林体系还没崩溃,美元等于黄金,500亿美元相当于4万吨黄金。从1961年5月,在苏联加加林首次太空飞行后的第二个月,美国总统肯尼迪宣布登月计划,到1972年12月第6次登月成功结束,美国的登月工程历时11年,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。
美国自从上世纪的计划之后,数十年间就再没有登陆过月球,在目前看来包括“计划”等一系列太空探索计划都是拖垮苏联所搞的“太空竞赛”,当然苏联明知道这是阳谋,也心甘情愿的上当:苏联首次上太空,美国就去月球,苏联进行“水手计划”探索内太阳系,美国就搞“伽利略计划”和“旅行者计划”探索外太阳系。
双方看似玩得不亦乐乎,但事实上大笔钞票都被花掉了,由于预算过高和安全不能得到保障,美国的宇宙飞船早已停飞多年,如果没有Space-X公司的 “龙”飞船,美国甚至要一直依赖俄罗斯的载人飞船才能给国际空间站进行补给。而甚至有人认为美国的“计划”,都是彻彻底底的“世纪”骗局。
而这次美国副总统拜登就在国家空间委员会第五次会议上传达了特朗普总统的意愿,可谓是将之前怀疑计划真实性的“不和谐声音”给全部抹杀掉了,特朗普这次可谓下了“死命令”:必须要在五年内重返月球!这则消息已经得到了美国NASA局长Jim Bridenstine的确认。
拜登副总统在国家空间委员会第五次会议上传达了特朗普总统关于登月计划的展望
拜登副总统在会上明确指出,NASA需要在五年之内完成载人登月计划,首先需要在明年(2020年)完成在SLS(空间发射系统火箭)上搭载“猎户座”载人飞船的试发射,并且至少在2022年前成功地将“猎户座”载人飞船送到月球附近并安全返回,在2024年需要在月球南极附近地区着陆。“这一系列任务都需要NASA尽可能采取一系列的必要手段去完成,NASA的科研人员应该具有这种挑战精神。”彭斯表示。
特朗普总统下令5年之内,美国需要重返月球,NASA:五年之内前往月球
近年NASA的预算年年走高,由于“詹姆斯•韦伯”太空望远镜和“朱诺号”的计划的实施,NASA无疑成了美国税收支出中的大头,去年的NASA开销超过200亿美金,而今年这个数字由于受到载人探月任务的开展,预计还将继续上升。
在2017年特朗普总统就已经签署总统令,在发布白宫1号太空政策指令同时,宣布建立“太空军”,并宣布重启登月计划,这是特朗普兑现自己竞选总统时许诺给美国民众的诺言,现在来看,一切都“有条不紊的进行中”。但今年年初在美国停摆之时,就有不少美国议员关注“成功送探测器到月球背面”,这次特朗普的“5年登月死命令”到底是否是受到刺激所定的目标,我们谁也不知道。
这是不是要重返“太空竞赛”的征兆也只有美国自己知道,反正的太空发展是一步一步坚实走出来的,从美国拒绝进入国际空间站之时,我们就走上了一条“不依靠任何其他国家的自主太空发展道路”。
NASA提供资助的18个新的太空技术项目分别是哪些
近日美国宇航局(NASA)的创新先进概念(NIAC)计划选择了18个旨在推动太空技术发展的高科技项目。NASA为十几个研究项目提供的资金高达50万美元,用于长期探索和利用月球及其他地区。
自20世纪50年代成立以来,NASA将资金投资于各种尖端技术,包括火箭设计到零重力笔等。这种方法既导致了尴尬和好处,也是NIAC计划旨在延续的方法。“我们的NIAC计划通过投资革命性技术培育出可以改变NASA未来任务的远见卓识,”NASA太空技术任务理事会代理副主任Jim Reuter说。“我们期待美国的创新者帮助我们用新技术突破太空探索的界限。”目前的NIAC选择分为第一阶段和第二阶段奖项。对于为期9个月的评估和概念定义,第一阶段的价值约为125,000美元,而第二阶段则用于更高级的研究,并包括两年内最高达500,000美元的奖励。NASA表示,所有项目都处于概念阶段,距实际应用至少十年。第一阶段的选择包括:用于极端环境和区域探测的Bioinspired Ray(BREEZE)Javid Bayandor,纽约州立大学布法罗分校。BREEZE是一种充气机器人飞行器,受到“魔鬼鱼”的启发,可以在海拔50至60公里(31至37英里)的金星大气层的上层漂浮和滑行。它将采用太阳能供电,并能够通过使用电缆改变其高度,以改变飞行器的体积。根据开发人员的说法,BREEZE飞船可以使用像喷气流一样的纬向风来在四到六天内环绕地球 - 在一天的2-3天充电并探索夜间。携带的仪器可能包括质谱仪、浊度计、可见光和近红外高分辨率相机,磁力计和风速计,以及用于测量大气压力,温度和密度等的传感器。长期金星表面任务的Power BeamingErik Brandon,NASA喷气推进实验室(JPL),加利福尼亚州帕萨迪纳市。另一个旨在探索金星的项目——Power Beaming研究将着眼于为金星地表任务提供电力。在这种情况下,“大气平台”(气球)将安装有太阳能电池板,电池和射频或微波发射器。气球漂浮在金星大气层的上层,阳光会给电池充电。一旦电池充电,气球将沉入较低的大气层,不透明的云层阻止表面着陆器使用自己的太阳能电池板获取能量。然后,气球的发射器将能量发射到着陆器,该着陆器配备有特殊的可充电,高温熔盐或固体电解质电池,或固体氧化物再生燃料电池系统,可以在金星的表面温度下保持足够高度以便融化铅。然后气球将上升并重复该过程。SmartSuitAna Diaz Artiles,德克萨斯A&M大学工程实验站。SmartSuit设计用于火星和其他行星任务,但它不是一个被动的加压气囊,而是采用软体机器人技术和柔软、可伸缩的自我修复材料,并结合嵌入式传感器。后者可以收集数据,并显示环境和膜结构信息。SmartSuit是一款智能套装,旨在增强用户的移动性和灵活性,以及与其环境互动。柔软的机器人元件也允许套装施加机械反压力,这意味着套装不需要加压到与传统套装相同的程度。双用途系外行星望远镜(DUET)Tom Ditto,3DeWitt LLC,Ancramdale,纽约州。DUET是一种新的系外行星狩猎望远镜设计,其涉及面积是地面望远镜的四倍,但足够轻,可以在一个火箭有效载荷中发射。轨道仪器通过牛顿首次研究的双色散技术消除了对星形阴影或日冕仪的需求来管理这种增加,该技术允许DUET分离系外行星及其母恒星的不同光波长。行星大气电推动和驱动的微型探头(MP4AE)Yu Gu,西弗吉尼亚大学。这项新颖的研究基于蜘蛛的“飞航”能力,并设想由数千个重约50毫克的微型探测器进行的行星探测任务。这些将包括一个200米长(660英尺)的弦环,用于提供大气阻力并产生一个小电荷,以便在探测器漂浮在行星的指定大气层时为探测器供电。支持Swarm探针的ATEG反应器(SPEAR)探针Troy Howe, Howe Industries LLC,坦佩,亚利桑那州。SPEAR是一种用于深空探测的超轻型核电推进探测器。它将由一个新的轻型反应堆调节器和先进的热电发电机(ATEG)提供动力。尽管反应堆不会产生与其他设计一样多的电力,但这可以通过降低成本来抵消,这将使深空任务的数量增加。此外,它使用低品位铀意味着它可以在商业上运作。Ripcord创新动力系统(RIPS)Noam Izenberg,约翰霍普金斯大学,马里兰州劳雷尔。RIPS是一种为短寿命大气探测器提供电源的系统。从本质上讲,它是一条从探测器在锥形滑槽上发挥作用的线,在下降过程中利用阻力来产生电力。这种方法适用于气体巨行星的大气进入探测器,这些探测器需要短时间的高功率。星际飞行的力量Geoffrey Landis,,美国宇航局格伦研究中心,克利夫兰。这是一个星际任务,使用激光推进系统推动跨越星际距离的超小型探测器通过系外行星飞行。根据支持者的说法,在这种规模下,当探测器穿过新的恒星系统时,探测器可以像微型发电机一样收获能量。月球推进剂采矿前哨(LPMO)Joel Serce,TransAstra Corporation,Lake View Terrace,加州。月球采矿计划LPMO旨在通过使用可垂直放置在100米高的桅杆上的可展开太阳能电池阵列来减少在月球极地挖冰的需求,以便为辐射气体动态(RGD)采矿作业提供动力。LPMO不是挖出冰,而是使用射频、微波和红外辐射的组合来加热冰沉积物,然后冰沉积物升华并收集在低温冷阱中以将气体变为液体形式。Crosscutting High Apogee 加油轨道导航仪(CHARON)John Slough,MSNW LLC,雷德蒙德,州。CHARON是一个旨在清理绕地球运行的空间碎片的概念,这些碎片可能对卫星和其他航天器造成危害。CHARON使用无电极洛伦兹力推进器,这是一种超轻型离子发动机,具有很高的推力功率比。它将放置在围绕地球的椭圆轨道上,在那里拦截并将碎片运送到衰减轨道。通过其推进器,它将能够改变其轨道以追捕其目标,并且通过浸入大气中,它将能够收集推进剂的氧和氮分子,使其基本上自我加油。Thermal Mining of Ices on Cold Solar System BodiesGeorge Sowers, 科罗拉多矿业学院,戈尔登另一个月球采矿概念,这个概念使用阳光加热的地下导体,这些导体会加热冰沉积物,冰沉积物将通过钻孔升华并收集在圆顶帐篷中以进行再冻结和收集。探索我们太阳系边界的低成本SmallSatsJPL的Robert Staehle该项目旨在探测太阳系边缘的深空。为了将大量低成本航天器发送到木星之外,支持者希望生产类似CubeSat的飞行器,可以在行星任务中作为次级有效载荷发射。2019年第二阶段选择包括:The High Étendue Multiple Object Spectrographic Telescope (THE MOST)Tom Ditto, 3DeWitt LLC, Ancramdale, 纽约州MOST是一种新型太空望远镜的概念,它可以为视场中的每个物体记录高分辨率光谱,这是以前望远镜的100倍。它通过将光线投射通过光栅平面来对其进行折射并使用与镜子相比高度容忍表面误差的平膜来创建整个天空的光谱图像。第二阶段将看到THE MOST实验室模型的构建和测试。旋转运动扩展阵列合成(R-MXAS)John Kendra,Leidos,Inc.,Reston,弗吉尼亚。R-MXAS是一种合成孔径成像辐射计,体积更小,功耗低于现有版本。它通过在平面阵列和刚性系绳之间产生的干涉基线来实现这一点。用于突破星际任务的自导波束推进器Chris Limbach, 德克萨斯A&M大学工程实验站。另一个星际任务,这个任务使用激光和粒子束的组合来创建一个自导能量束,可以推动无人探测器的速度高达光速的10%。通过使用中性粒子束和激光,支持者声称在光束通过空间传播期间的热膨胀和衍射将被消除。太阳中微子航天器探测器的天体物理学和技术实验室研究Nickolas Solomey, 堪萨斯州威奇托州立大学这是一种小型化的中微子探测器,设计用于太阳探测器探测太阳近轨道中的中微子。支持者表示,在太空中设计合理的仪器重量仅为250千克(550磅),但与3000吨地面探测器的工作相同。Diffractive LightSailsGrover Swartzlander, 纽约州罗切斯特理工学院该项目使用太阳能帆捕捉太阳光以提供航天器推进力。这不是什么新鲜事,但新版本将使用超材料原理制作光学薄膜,而不是使用简单的反射式聚酯薄膜。这将极大地提高效率,因为薄膜将允许帆使用所谓的电光束转向,其中,不是为了保持航向而使帆成角度,而是使用衍射光来获得相同的效果,这意味着帆可以保持最佳角度以获得最佳加速度。Solar SurfingDoug Willard,美国宇航局肯尼迪航天中心,佛罗里达州卡纳维拉尔角。也许最具戏剧性的建议是Solar Surfing项目。在这种情况下,无人太空船将深入太阳的日冕或外部大气层,使用高反射率涂层覆盖薄的太阳屏蔽层和屏蔽层与航天器之间的二次镀银反射锥,以分散二次红外辐射。支持者声称这将允许探测器比帕克太阳探测器更靠近太阳。
人类如何才能合理开发月球
虽然月球只是亿万星辰中的小小一员,但却并不是一个普普通通永远围绕地球旋转不停的卫星。对人类而言,月球不仅是人类踏足浩瀚宇宙的前哨站,更是人类赖以生存的资源存储仓库。月球上的资源对人类来说价值惊人。月球上的玄武岩里钛铁矿的体积占25%,钛大概有100万亿吨以上。将来人类能直接用这种石头生产水、液氧燃料等资源。地球上稀缺的铀、稀土等,在月球上也相当充足。特别是月球土壤有的氦―3,将改变人类社会的能源结构。月球表面土壤中蕴藏着几百万吨的氦―3,这是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,1吨的氦―3所产生的电量足以供全人类使用1年。月球上丰富的硅、铝、铁等金属资源同样是未来地球矿产资源的巨大储存库。时至今日,月球已经对于人类太空科技的发展已经越来越重要。月球表面具有高真空、无磁场、地质构造稳定、弱重力和高洁净的环境,月球背面不受地球无线电波干扰,建立月球天文观测基地、生物制品和新材料实验室,对地观测站和深空探测前哨站均具有重大的政治和科学意义。月球是研究月球科学、天体化学、空间物理、生命科学、对地观测科学与材料科学的理想场所。在月球上建立天文观测台站可以不受地球大气层的限制,波段可从咖马射线一直到长无线电波段上进行观测。在月球上可以设置一个任何波段的干涉仪阵列,月面上宁静的环境可以保证其测量精度。一些天文物理现象如超新星爆炸和咖马射线爆裂可以用不同波段进行观测研究。开发和利用月球资源成为了21世纪的重要课题。这一切就是月球的吸引力和诱惑力之所在。正是因此,美国这个目前唯一成功登月的国家,在将登月计划停止了30年后重新开始计划实施。2004年1月14日,美国总统布什雄心勃勃的宣布了美国新的太空计划。