美国超级火箭探索太阳系

时间:20-05-20 栏目:天文科学 作者:wenkula 评论:0 点击: 251 次




美国宇航局在十年后将使用“太空发射系统”执行近地轨道和深空任务。


执行该计划的火箭为“太空发射系统”(SLS)中近地轨道载荷能力为70吨级和130吨级的重型火箭,工程师们打算利用如此强大的运载能力对冥王星的卫星系统进行探索或者从其他行星采集样本回到地球。对冥王星的卫星卡戎(Charon)进行探索的计划还未被命名,目前只有“新地平线”号探测器正在飞往冥王星的路上。



科学家计划向木卫二“欧罗巴”发射水下核动力机器人进行探索。


太阳系内行星采用计划涉及到木星的卫星木卫二“欧罗巴”和土星的卫星土卫六“泰坦”,或者对木星的大气进行飞掠采样,此外,科学家也计划采集土卫二(Enceladus)冰水喷射流的物质。美国宇航局的“空间发射系统”具备近地轨道130吨(约为286,000磅)的发射能力。



“太空发射系统”拥有近地轨道70吨和130吨的运载能力。


首枚“空间发射系统”的运载火箭将于2017首飞,但该火箭并不携带上面级,对近地轨道的运载能力为70吨(约为154,000磅)。在2022年初,美国宇航局将为该型火箭配备更强大的推进器和上面级,使之具备近地轨道130吨的运载能力。火箭的整流罩设计成鼻锥形,可容纳直径达10米(约为30英尺)的有效载荷,拥有1100立方米(约为38,846立方英尺)的载荷空间,火箭主体直径为8.4米(约为25英尺)。美国宇航局的“太空发射系统”拥有巨大的载荷发射能力,加之雄心勃勃的未来空间任务前景,可对太阳系内更外围的区域进行探索,并采集其他天体物质返回地球。



美国宇航局“新地平线”号冥王星探测器通过木星引力进行加速。


由于“太空发射系统”具有强大的载荷能力,未来行星际探索任务的探测器就能携带更大的推进系统和更多的燃料,使它们能减少任务时间并携带更多的科学仪器。在此之前,为了抵达太阳系外侧的行星轨道,探测器需要利用行星引力进行多次加速才能获得所需的速度,但要花费宝贵的时间。比如“新地平线”号冥王星探测器,需先向木星方向飞去并借助其引力进行加速。有了“太空发射系统”的上面级加速后,行星际探索任务的时间便可以增加。



猎户座多功能宇宙飞船可执行更加遥远的深空探索任务。


该重型火箭系统的另外一个优势性潜力是减少执行复杂任务的发射次数,比如使用现有的火箭系统(宇宙神系列)执行太阳系外层行星探测计划需要进行多次发射才能实现未来大型探测器的轨道装配,使用SLS系统就只需较少的发射次数,甚至只要一次就可以将所需的大型探测器发射预定轨道。



美国宇航局朱若木星探测器配备多层辐射屏蔽以抵挡木星轨道的强辐射环境。


除了对太阳系内行星样本采集返回外,未来大型行星际探测器额可以携带多个地面漫游者着陆金星表面,或者装备更多的屏蔽层对木星及其卫星系统进行长期探索,因为木星轨道附近拥有恶劣的辐射环境。



第二拉格朗日点的空间环境适合轨道望远镜对宇宙进行观测。


在7月25日,“空间发射系统”通过了两个关键性的审查,开始进入初步的设计审查阶段。除了向太阳系外层轨道行星进行探索外,美国宇航局的工程师们还计划通过该火箭系统向第二拉格朗日点发射空间望远镜,这里处于地球和太阳引力的抵消点上,拥有较为稳定的热环境有利用空间望远镜的观测,可部署紫外、可见光、近红外空间望远镜,巨大的运载能力也可满足直径从24英尺至52英尺大型镜面空间望远镜的发射任务。科学家认为52英尺直径的镜面可发现系外行星及其特征。



“太空发射系统”的强大运载能力可在轨道上组装诸如空间发电站等大型建筑。


这种大型成像系统也有助于美国国家侦察办公室发射他们的大型侦察卫星,或者其他国防部要求设计的航天器。鉴于“太空发射系统”(SLS)具有强大的近地轨道运载能力,可通过数次发射在轨道上组装起非常大结构物体,比如天基太阳能发电系统,地球静止轨道大型卫星维修机器人等。



太空探索技术公司的猎鹰9号火箭可担任多项近地轨道的发射任务。


位于拉斯维加斯北部的毕格罗航空航天工厂计划通过“空间发射系统”在近地轨道上组装一个私人空间站,可为政府和企业提供租用的研究场所。工程师们为空间站打造了BA330模块,坞舱节点和推进装置,每个BA330模块体积为11,653立方英尺,约为330立方米,该模块的第一次试验将在2015年通过空间探索技术公司的猎鹰9号火箭执行发射任务。



美国宇航局在下一个十年将通过SLS火箭系统打造月球轨道空间站。


根据美国宇航局计划,SLS火箭系统将与猎户座多功能宇宙飞船进行组合,可在2021年携带宇航员前往小行星或者执行绕月等深空任务,也可在拉格朗日L2点上建设空间平台,作为深空探测的中转站。



腾讯科学讯(Everett/编译)



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