“門戶”地月空間站，關(guān)健信息梳理

【總體情況】

門戶地月空間站，最早可以追溯到2012年，NASA公布的“深空家園”概念。在這個(gè)基礎(chǔ)上，不斷演化，隨著阿爾忒彌斯計(jì)劃的推進(jìn)，變成了現(xiàn)在的“門戶”地月空間站。

作為地月之間的中轉(zhuǎn)，它把探月之旅分成兩段。地球和門戶之見，使用獵戶座飛船往返。人到了門戶之后，門戶和月球之間的往返，是通過載人登陸系統(tǒng)HLS，來完成。

門戶能接納4名宇航員，設(shè)計(jì)壽命15年。也是模塊組合式的，目前規(guī)劃了這么幾個(gè)模塊。電源和推進(jìn)模塊，居住和后勤前哨，國際居住艙，歐洲系統(tǒng)模塊，還有一個(gè)氣閘艙和一個(gè)機(jī)械臂。

這些加起來是40噸。別看個(gè)頭不大，但能力不小。太陽能發(fā)電提供能量不少，作為通信樞紐在地月之間把信號(hào)傳導(dǎo)，短期居住生活條件必須要好，科學(xué)實(shí)驗(yàn)各類成果慢慢尋找，巡視器、機(jī)器人在空間站里里外外的跑。

【各艙段功能】

電源和推進(jìn)模塊。質(zhì)量8到9噸，發(fā)電功率超過50kW，安裝了4臺(tái)6kW級(jí)的霍爾效應(yīng)推進(jìn)器。該模塊負(fù)責(zé)軌道機(jī)動(dòng)和保持，還有通信、指揮和控制能力，可以支持科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于是個(gè)核心艙。NASA把這個(gè)模塊的合同，給了麥克薩技術(shù)公司，總額3.75億美元。

居住和后勤艙。長度6.1米，住人、裝貨，兩手抓，與“獵戶座”飛船共同支持4名宇航員飛行。有2個(gè)軸向、2個(gè)徑向?qū)涌?，可以從這里繼續(xù)開枝散葉，對(duì)接其它模塊。這個(gè)模塊的合同，被NASA給了諾格創(chuàng)新系統(tǒng)公司，設(shè)計(jì)合同1.87億美元，制造合同9.35億美元。

國際居住艙是歐空局與日本合作來建，跟剛才說的居住和后勤艙一起，可提供125立方米的居住空間。比咱們現(xiàn)在的天宮小25立方米。這個(gè)艙，日本提供生保系統(tǒng)，NASA提供電子設(shè)備，加拿大提供機(jī)器人技術(shù)。國際居住艙合同總額，是3.27億歐元。目前，歐空局已經(jīng)把第一部分合同給了泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司，是3600萬歐元。

歐洲系統(tǒng)模塊，全稱叫做“提供燃料補(bǔ)給、基礎(chǔ)設(shè)施和通信的歐洲系統(tǒng)”，英文名挺長的。總重量大約4噸，長度3.91米。它包括兩個(gè)部分，一個(gè)是提供門戶和月球之間的通信的，一個(gè)是補(bǔ)給模塊，為門戶提供氙氣、肼等燃料補(bǔ)給，還可以為月球著陸器和其他使用門戶作為“星際加油站”的航天器加油。就是說，它還是個(gè)太空加油站，可以為過路車加油。同時(shí)，也有為科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供的小型氣閘。這個(gè)模塊的合同，歐空局也給了泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司，總額2.965億歐元。

機(jī)械臂，毫無疑問，加拿大負(fù)責(zé)。一個(gè)8.5米長的手臂，再加一個(gè)更小、更靈活的手臂和一套可拆卸的工具。主要任務(wù)是，外部檢查、抓東西、部署科學(xué)荷載，還有就是修修補(bǔ)補(bǔ)。新三年、舊三年，縫縫補(bǔ)補(bǔ)又三年！機(jī)械臂的合同，分ABCD四個(gè)階段。AB兩個(gè)階段，確定需求和初步設(shè)計(jì)的合同，一共接近2.92億美元的合同，給了MDA公司。CD階段的合同，目前還沒給出去，是要完成機(jī)械臂的最終設(shè)計(jì)、制造和測試。

還有個(gè)氣閘艙，這個(gè)本來是給俄羅斯的。俄羅斯是肯定不行了，具體給誰，現(xiàn)在也不知道。

那這些艙段現(xiàn)在造到什么程度了呢？

雖然比原計(jì)劃有推遲，但是在推進(jìn)，還算可以吧。畢竟，有些艙段是在已有航天器基礎(chǔ)上改進(jìn)，或現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上升級(jí)而來。

比如，電源和推進(jìn)模塊是源于“小行星重定向”任務(wù)，用的是“麥克薩”1300系列衛(wèi)星平臺(tái)。

再比如，居住和后勤艙，是基于“天鵝座”貨運(yùn)飛船研制的，加裝了徑向?qū)涌?、外艙壁散熱器、電池、通信天線等系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)焊接和測試在今年完成。

機(jī)械臂就更不用說了，加拿大臂的技術(shù)還是很成熟的。

【建造過程】

跟咱們建近地空間站一樣，一個(gè)一個(gè)打上去，拼積木拼起來。最開始用獵鷹重型，把電源推進(jìn)模塊和居住后勤模塊一起發(fā)上去，然后有一次載人任務(wù)去轉(zhuǎn)一圈。隨后，大致按照每年一發(fā)的頻率，每次的阿爾忒彌斯任務(wù)，都通過獵戶座送個(gè)模塊上去，組裝。

既然是拼的，就得有火箭、有飛船，來說說有哪幾款。

火箭，有三款。獵鷹重型，SLS1和SLS1B。

獵鷹重型，最開始用它來打兩個(gè)模塊，電源和推進(jìn)模塊與居住和后勤艙組合體。合同已經(jīng)簽了，總額3.318億美元。SLS1，就是之前阿爾忒彌斯1任務(wù)用的那一款，發(fā)獵戶座飛船。SLS1B，是SLS1的貨運(yùn)版，近地軌道的運(yùn)力從95噸提升到105噸，地月轉(zhuǎn)移軌道能力從27噸提升到38到42噸。

飛船，有四款。獵戶座、星艦、龍飛船和二代HTV。

獵戶座，送人的，還可以把一些模塊推著組合起來。注意，獵戶座是不直接落月的，它跟門戶對(duì)接之后，宇航員通過一個(gè)專門的載人登陸系統(tǒng)HLS，到月球去。也就是說，獵戶座只負(fù)責(zé)從地球到門戶的往返，載人登陸系統(tǒng)HLS負(fù)責(zé)從門戶到月球的往返。載人登陸系統(tǒng)最終中選的，是SpaceX的登月版本星艦。龍飛船，用來送貨，將是第三代貨運(yùn)飛船，龍飛船XL，能送超過5噸的貨，每次?？吭谠虑蜷T戶上6到12個(gè)月。但是，龍飛船XL是一次性的，不能重復(fù)使用。二代HTV，也是用來送貨的，是日本現(xiàn)有HTV貨運(yùn)飛船的升級(jí)版。

【運(yùn)行軌道】

還記得阿爾忒彌斯1任務(wù)的時(shí)候，獵戶座繞著月球轉(zhuǎn)的那個(gè)軌道嗎？那就是給門戶打前站的。

叫做近直線暈軌道，是圍繞地月拉格朗日點(diǎn)L2點(diǎn)運(yùn)行的橢圓形軌道，近點(diǎn)距離月球北極約3000km，遠(yuǎn)點(diǎn)距離月球南極約70000km，軌道周期約7天。

這個(gè)軌道，近可登月、遠(yuǎn)可離開，可以說是“進(jìn)可攻退可守”。而且，它是位于地月引力平衡點(diǎn)上，消耗很少的燃料，就能維持長期穩(wěn)定存在。并且能為前往月球和其它行星的航天器提供中繼通信。

【宇航員的新風(fēng)險(xiǎn)】

門戶在地球磁層之外，門戶里的宇航員比國際空間站的宇航員，更容易受到輻射的影響。雖然，之前阿波羅任務(wù)的宇航員也暴露在這樣的環(huán)境中，但是持續(xù)時(shí)間沒超過11天。而門戶任務(wù)，最長可能會(huì)達(dá)到90天，必須做好輻射監(jiān)測、健康監(jiān)測。

所以，在首批科學(xué)儀器里就有，內(nèi)部劑量計(jì)陣列，主要研究輻射屏蔽效應(yīng)，能幫助評(píng)估宇航員在任務(wù)中的風(fēng)險(xiǎn)。

順道說下，門戶的科學(xué)任務(wù)。首批的科學(xué)儀器還有兩個(gè)，是要飛出門戶的。

一個(gè)是，太陽物理學(xué)環(huán)境與輻射測量實(shí)驗(yàn)套件，監(jiān)測低能太陽粒子。

另一個(gè)是，歐洲輻射傳感器陣列，監(jiān)測更高能量的輻射，側(cè)重點(diǎn)則是太空天氣。

總體來說，，門戶位置角度刁鉆，格局也打開了，所以，就能獲得在地球或者地球軌道上，拍不到的地球、太陽、月球和太空擴(kuò)展圖像。能為地球科學(xué)、太陽物理學(xué)、月球和行星科學(xué)、生命科學(xué)、天體物理學(xué)和基礎(chǔ)物理學(xué)，提供新選擇。

【意義和爭議】

先跟阿波羅比一下。阿波羅6次載人登月，取得了成果，但基本上還屬于到此一游，網(wǎng)紅打卡式的。門戶是搞個(gè)常駐的，定期航班往返，顯然已經(jīng)升級(jí)，鳥槍換炮了！美國也希望借此，來搶占戰(zhàn)略高地，展示綜合國力，是另一個(gè)層面的秀肌肉。

從任務(wù)角度來說，門戶給阿爾忒彌斯提供了極大的靈活性。有了這個(gè)中轉(zhuǎn)站，就把載人探月分成了天地往返和登月兩部分，提高了任務(wù)可靠性和人員安全性。

從門戶本身來說，有人探測、無人探測都能做，設(shè)施齊備功能也挺多，模塊對(duì)接規(guī)模還能擴(kuò)，能當(dāng)跳板將來派人去火星坐一坐，綜合效率看起來還不錯(cuò)。

意義說了不少，其實(shí)爭議也不小。比如，NASA前副局長道格拉斯·庫克就說，NASA?讓人類登上月球的最快、最可靠的方法，是繞過門戶，加快探索上面級(jí)的開發(fā)，讓SLS單次發(fā)射就能滿足著陸器的輸送———類似于阿波羅的設(shè)計(jì)。阿波羅?11?號(hào)宇航員巴茲·奧爾德林說，將門戶空間站用作機(jī)器人或人類登月任務(wù)的中轉(zhuǎn)區(qū)是荒謬的。尤其是星艦選為載人登陸系統(tǒng)之后，有人覺得星艦比門戶都大，用星艦直接替掉門戶。同時(shí)，還有人質(zhì)疑，因?yàn)榘栠瘡浰箍傤A(yù)算有限，門戶會(huì)擠壓其他項(xiàng)目預(yù)算，門戶不僅無法幫助美國快速實(shí)現(xiàn)載人登月，甚至?xí)璧K計(jì)劃進(jìn)展。不管怎么說，既然已經(jīng)開始，咱們就靜觀其變！

【未來如何】

一方面有拓展的可能，另一方面，還能支持載人火星探測任務(wù)。先向門戶發(fā)一個(gè)深空運(yùn)輸站，然后發(fā)載人飛船和后勤艙，再然后發(fā)射貨運(yùn)飛船對(duì)深空運(yùn)輸站在軌加注。這些準(zhǔn)備做好之后，深空運(yùn)輸站飛向火星，長時(shí)間深空獨(dú)立飛行。