波音公司概述未来用于载人火星任务采用的技术

   日期:2013-01-24    

据美国nasasPACeflight网站2013年1月18日报道,波音公司列出了可以用于载人探索火星系统的技术。波音公司认为这些任务有可能利用“航天发射系统”火箭的运载能力、正在发展的太阳能电推进技术领域,以及比格罗公司即将进行试验的充气式居住舱模块。

从地月系到火星

波音公司提出了分阶段完成深空探测,最终着陆火星的方法。波音公司在“实现载人月球与火星探索的航天发射系统能力”中介绍了依靠L2(地月拉朗日点平台,即EMLP平台,又称L2关卡),实现月球突围的运行,进而依靠这个月球任务体系结构实施火星探索。

通过分阶段探索的方法在月球任务与火星任务之间建立联系,利用月球密集发射任务和EMLP平台技术,在月球与EMLP平台之间创造一个循环系统,利用太空中的系统演示验证长期操作,获取长期任务所需要的操作经验。总之,MLP平台将作为载人火星任务运载器的运行基地。

火星转移运载器(MTV)——利用已有技术到达火星

波音公司将在地球上建造火星转移运载器,然后在太空组装。美、俄、欧、加、日通过国际太空站都已经在地球建造、太空组装方面取得了经验。

波音提议利用基于比格罗公司即将试验的充气式模块舱,建成可充气“乘员转移居住舱”(CTH)模块,服务于火星转移运载器。按照设计,演进型“航天发射系统”火箭将把CTH和构成MTV核心的其他元素送入低地球轨道(LEO),包括MTV“太阳能电推进”(SEP)级段所需的所有技术及硬件。

进入低地球轨道后,CTH将会膨胀展开,SEP级段也会展开太阳能电池阵列。接着由地面人员实施检查操作,全面确认操作系统。之后,MTV利用 MTV推进(利用氙气或氪气的太阳能电推进系统)自行飞往EMLP平台。在这个系统的推进下,MTV的SEP级段(SEP常被称为离子推进)将包含系列推进器,可能属于下列三种推进中的一种:电热、静电或电磁。

MTV的SEP级段太阳能电池阵列捕捉太阳能,从阳光中获得电能,这些电力不仅用于SEP,也为整个MTV提供电力。 迄今至少有68个航天器采取了SEP,包括NASA的黎明号航天器和JAXA的隼鸟号航天器。

一旦SEP将MTV转移到EMLP平台,那么就可能利用MTV实现三类火星任务方案,分别是:到火卫一的载人任务、无人货运着陆器任务(为建造火星表面生活舱和补给做准备)、载人火星表面着陆任务。

到火卫一的载人任务

MTV到达EMLP平台后,演进型SLS火箭将发射一个载人“多用途乘员飞行器”(MPCV–猎户座),一个太空段(化学推进装置),和为MTV的 SEP提供的氙气和氪气。载人MPCV与太空段将与EMLP平台汇合。乘员对MTV进行最后的检查,之后让太空段、MPCV与MTV对接。之后,包括 MPCV、CTH和太空段在内的完整的MTV与EMLP平台分离,太空段点火,推动MTV飞往转移火星进入(TMI) 轨道。

太空段化学燃料耗尽后,将被抛下,由SEP系统接替,继续推动MTV到达火星。

经过几个月时间MTV才能抵达火星。SEP将把MTV送入高火星轨道(HMO),之后缓慢盘旋进入低火星/火卫一轨道(LMO)。进入 LMO,MTV携带宇航员再次利用SEP,与火卫一交会,可能降落在火卫一的斯蒂克尼陨石坑,这里能为宇航员提供额外的天然辐射屏蔽。到达火卫一后,宇航员将从MTV的CTH探测火卫一表面,实时远程操作火星表面设施。

任务完成后,SEP将把MTV送回HMO、并带它飞离MTV火星轨道返航。MTV回到EMLP平台,宇航员进入MPCV并返回地球。MTV则留在EMLP,其系统将被更新,准备用于下一次火星之旅。

目前,波音公司估计MTV,SEP,CTH系统寿命可达12年。果能如此,MTV将用于多种火星任务,从而大大降低项目成本。

 
  
  
  
  
 
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