時隔50年，Space X助力美國重啟登月計劃
2020-05-17 AutoLab文/田忠朝
「好的設計等於成功了一半」，這句話用在特斯拉身上很合適。特斯拉車型的顏值在電動車領域是公認的充滿科技未來感，而別人家的電動車怎麼看不像純粹的電動車，這也是為什麼大家更青睞特斯拉的原因之一。
而同樣出自馬斯克名下的Space X公司，在產品設計方面也是一如既往的犀利，例如在登月著陸器方面。
▲3家公司登月著陸器設計方案
最近據外媒報導，美國國家航空航天局（NASA）已經重啟登月計劃，代號「阿爾忒彌斯」 （ Artemis名稱來自希臘神話中的月亮和狩獵女神，太陽神阿波羅的孿生姐姐），時間定在2024年。
這次登月的主要目的是在月球上建立永久基地，研究人類在外星球生存的可行方式。
在過去的 10 年時間裡，NASA 一直在耗巨資研發登月重型火箭和載人飛船，即太空發射系統 (SLS，Space Launch System) 和波音承接的獵戶座載人飛船，但獵戶座飛船不具備直接進入低月軌道的能力。所以要實現最終登月，月球著陸器就是登月中的最後一個設備。
▲「獵戶座」在月球軌道的效果圖
按照計劃，「獵戶座」將載著NASA太空人，由SLS重型火箭從甘迺迪航天中心發射升空。
著陸器則在無人乘坐的情況下從地球起飛，然後同NASA的「獵戶座」載人飛船在空中會合。
最後它不僅要安全地把太空人從指揮艙送到月球表面，還要讓太空人在月球上生活一周，並成功返回地球。
為了儘快推進著陸器開發，NASA支出9.67億美元，欽點了3家科技公司打造著陸系統，分別是貝索斯（亞馬遜創始人）創立的航天公司藍色起源Blue Origin（5.79億美元）、NASA 的長期合作夥伴達因技術Dynetics（2.53億美元），以及馬斯克的Space X太空探索公司（1.35億美元）。
NASA要求這3家公司在10個月內分別拿出自己的著陸系統設計方案。
據了解，Blue Origin被NASA選中的是該公司同洛馬、諾格和德雷珀聯手研製的包括下降級、轉移級和上升級的三級著陸器，基於藍源去年推出的「藍月亮」登陸器設計，使用藍源自己的「新格倫」或聯合發射聯盟公司的下一代「火神-半人馬座」火箭發射。
▲Blue Origin 2019年推出的「藍月亮」登月器
有觀點認為，ILV跟阿波羅計劃登月艙的理念非常相似，安全性最高，但是建造成本非常貴。
▲藍色起源載人登月用著陸器（效果圖）
Dynetics研發的「達因技術載人著陸系統」（DHLS）則是一款兩級架構的著陸器，主要結構包括一個大型增壓艙室、兩個大型推進劑貯箱和發電用的太陽能帆板，上升和下降使用同一個組件，具備隨時中斷飛行的能力，由「火神-半人馬座」火箭發射。
▲達因技術公司的著陸器效果圖
DHLS的優點是能在短時間內持續重複使用，同時具備經過飛行驗證的居住、電力、熱能和其它子系統，可以調整太空人的居住環境、能源和溫度等，設計可滿足兩人往返月球並在月球上停留一周的要求。
相比上面兩家像」半成品」的方案，Space X提供的登陸器更符合未來感。這是一個高約50米，直徑9米的大傢伙，基於Space X目前正在開發的可重複使用的Starship星際飛船設計，可直接同「獵戶座」飛船對接，並根據著陸要求去掉了返回地球所需的襟翼和防熱罩。
▲星船在月球上的效果圖
Starship通過「猛禽」發動機推動垂直起飛和降落，每臺「猛禽」全力工作時可產生近50萬磅（約2223千牛）的推力。「星船」升空後也不會再返回地球，將會留在太空中，在月面和月球軌道之間往返進行多次飛行，加油和儲油的另兩個衍生型號飛船將會在軌道上為登月著陸器補給燃料。
▲Space X公司星船著陸器運行效果圖
Starship在用戶手冊中說到，「利用停泊軌道燃料補加，『星船』能騰出更多的負載能力在地球、地月和行星際飛行路線上輸送物資。」例如能夠把多達100噸的貨物送上月球，包括無人漫遊車、科學實驗設備、建築材料，從而讓建設和運行一座可持續的月球基地成為可行，此外，還有很大的可居住和儲物空間。
▲飛船貨艙示意圖
這三種方案分別採用了單級、兩級和三級架構，非常符合NASA所希望的創新和非相似餘度思路。
而NASA將在明年2月份通過評審選出其中兩家作為最終方案，也不排除三項方案繼續全部推進。
不難看出，NASA選中Space X很大一部分原因就是Starship與眾不同的設計，更有未來感，當然，這也是對Space X實力的認可，不排除今後給有更多的合作可能，那麼馬斯克距離移民火星的願望就又進了一步。
在籤約當天，馬斯克也表示，「我認為我們已取得了通過在月球上建基地以及送人前往火星並在火星建設一座自給自足的城市，從而在太空中創造極其令人振奮的未來的潛力。」
據報導，美國政府還正在起草一份關於月球礦產開發的協定，稱為「阿爾忒彌斯協定」。該協定圍繞NASA在未來十年內的登月與月球空間站計劃，與加拿大、日本、歐洲、阿聯等太空項目合作夥伴進行月球礦產開發方面談判交流。
可以看出，新一輪的月球競賽即將開啟，美國是近50年唯一有過登陸月球經歷的國家，而中國是唯一計劃登月的發展中國家。
中國工程院院士戚發軔曾認為，中國可能在2025年實現登月計劃。
其實除了月球競賽，擁有Space X的馬斯克也正在將車企競爭拉高到太空層面，馬斯克正在計劃通過部署「星鏈」組建全球太空通信網絡。
而目前唯一能正面接招的車企是吉利，此前也開出5萬月薪招聘火箭總師，計劃發射衛星為5G時代的智能汽車提供服務，同時中國具有5G優勢，所以但願中國版鋼鐵俠早日成功。
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