重返月球的星座计划(星座计划提出 星座计划三大支柱 星座计划实施方案)

后登月时代

后登月时代（Time after landing on the moon；Latter lands the moon the time）。

后登月时代是指美国星座计划在2018年派送4名航天员重新登陆月球，在月球南极建立包括生活区和发电厂和通讯系统在内的月球基地后，首批探险者在月球上寻找燃料、水等宝贵生活资源并开始在月球上定居、从事月球科学研究以及研发向远深处宇宙进军的技术设备的时代。

重返月球的星座计划

20世纪60年代，阿波罗计划震惊世人，21世纪美国重树奔月雄心，充满勇气和智慧的星座计划为人类再次登月量身打造，取名为希腊战神的“阿瑞斯”火箭将高耸入云，奥利安飞船力图扬长避短，登月器决心旧貌换新颜，这一切都只为了一个目标——重返月球！

星座计划提出

2004年1月14日美国总统布什发表演说，计划2015年到2020年重返月球并建立基地，为下一步载人登陆火星甚至更远的星球作准备。为了实现这一目标，2005年9月NASA抛出了星座计划(Constellation Program)。

NASA星座计划历时13年，耗资1040亿美元，目标是在2018年前、最迟2020年重返月球。按照通货膨胀率折算，该计划投资仅相当于当年阿波罗登月计划费用的55%。

星座计划三大支柱

火箭、飞船、登月器

在“阿波罗”登月和航天飞机等技术的基础上，星座计划将研制开发出新型运载火箭系列[阿瑞斯I(即Ares I，战神I号，下文出现的阿瑞斯全部为战神的另一版本叫法)乘员运载火箭、阿瑞斯（战神）V货物运载火箭]、奥利安乘员探索飞行器和登月器。

运载火箭系列：人货分离

重返月球，首先需要解决运输工具问题。NASA用于重返月球的火箭名为阿瑞斯，是一个与火星有关的希腊战神的名字。阿瑞斯系列火箭可用于重返月球、登陆火星甚至更远星球。

登月发射装置将由5个航天飞机的主引擎和大型推进火箭组成。火箭高达40层楼，其载重量能达到125吨，几乎可以和土星5号媲美。每次发射的费用为5.4亿美元，和航天飞机执行一次升空任务的费用相当。

阿瑞斯I号是乘员运载火箭，是采用航天飞机固体火箭助推器派生出的单级五段固体火箭，并采用阿波罗第二级曾用过的J-2发动机派生的J-2X液氢液氧发动机，可以将2.5吨的有效载荷送入低地球轨道。

阿瑞斯V号是货物运载火箭，使用5台航天飞机RS-68液氧液氢发动机，第一级采用两枚5段固体火箭助推器，液氧液氢核芯级，上面级同样采用J-2X发动机，可以将106吨有效载荷送入低地球轨道，还能将货舱和部件送入登月、登火所需的轨道。载人登月时它的第二级在上升段点火可作为地球逃逸级与CEV对接。

奥利安飞船：航天飞机的接班人

NASA乘员探索飞行器(CEV)并不是单独为登月任务设计的，它还肩负着取代航天飞机的重任。CEV的设计安全指标是航天飞机的10倍，最多可运输6名航天员或3493千克货物往返空间站，实施登月任务最多可运载4名航天员，还可以执行登陆火星的任务。

通过两家公司竞争，2006年8月22日NASA宣布新型CEV名为奥利安，随后选择了洛克希德·马丁公司为主承包商建造奥利安乘员飞船作为美国下一代运输工具，载人首飞时间计划不晚于2014年，但也很难提前到2012年，载人登月首飞不晚于2020年。随着航天飞机2010年的全部退役，这将意味着美国将出现至少2年内无载人航天器可用的尴尬局面。

登月器：可载4名航天员

除了NASA乘员探索飞行器（CEV），航天员还需要登陆器来登陆月球。登陆器的主要作用是帮助CEV往返于月球轨道和月球表面。它的构造也大致和阿波罗号一样，由下降级和上升级两大基本部分组成，由液氧、液氢推进，下降级是一个装载有火箭引擎的4脚登陆架，在离开月球时，用做航天员间隔间登陆器的上升级将与下降级分离，把航天员带回月球轨道。新型登陆器可载一个4人的乘组往返并在月球表面停留7天，并在任意时间返回地球。不仅如此，它还能够加载21吨的指定货物，有气闸舱可进行表面活动。相比而言，阿波罗号的登陆器只能容纳两名航天员。

星座计划实施方案

登月八步走

上个世纪60年代，航天工程师们在策划首次登月时遇到的最大的技术难题就是如何在月球上着陆。最终，确定采用月球轨道会合方案：探月航天员和需要的所有设备将被一枚土星5号火箭送上太空。离开地球轨道后，火箭第三级将朝月球飞去。进入月球轨道后，阿波罗号的指令舱和服务舱与登陆器进行分离。两名航天员将乘坐登陆器登陆月球表面，一名航天员留守指令舱。登陆器返回月球轨道后，将与指令舱结合，载着航天员返回地球。

40年后，NASA的工程师也遇到了类似的选择，新的登月步骤大致上和阿波罗登月程序一致，但由于重返月球需要携带更多的航天员和科学设备，其中又加入一些新的方案。

新的登月之旅中，一枚推进力强大的火箭将把登陆器和载货舱送上太空，之后另一枚较小的火箭再把CEV送上太空，分别进入地球轨道后，CEV将与登陆器和载货舱结合成一体。之后，剩下的过程就大体和阿波罗号登月一样。4名航天员将乘坐登陆器登陆月球，一个星期后，登陆器将离开月球表面，再次和等待在月球轨道上的CEV会合，返回地球。进入大气层之前，原本结合在一起的指令舱将抛弃服务舱，穿过大气层后，它将利用降落伞在陆地上着陆。如果情况紧急，它也能在水上降落。

登月任务将按照以下八个步骤进行：

第一步，把登陆器和CEV分别发射到地球轨道上。

第二步，航天员将乘坐新型飞船CEV发射进入地球轨道。

第三步，CEV将在地球轨道内和登陆器、“地球逃逸级”进行对接，并运载4名航天员往返月球。

第四步，“地球逃逸级”点火，将CEV和“货船”送往月球轨道。

第五步，4名航天员乘坐登陆器登陆月球表面，而CEV则停留在月球轨道上；

第六步，航天员利用“货船”带去的23吨重地球原料，在月球表面建设月球基地，航天员将在月球上呆上一周时间，然后乘坐登陆器的上升器飞离月球。

第七步，航天员乘CEV返回地球。

第八步，返回太空舱将在美国西部的3个地点之一通过伞降返回地面。

后登月时代

美国计划在2018年派送4名航天员重新登陆月球，在月球南极建立包括生活区和发电厂和通讯系统在内的月球基地。第一批探险者将在月球上寻找燃料和水等宝贵的生活资源。

科学家认为，再次登上月球的价值不仅在于让人类进一步掌握月球的起源与地球的关系，更重要的则是以月球为跳板，探索离我们更远的星球，因此建造月球基地将是登月的最终目的。

NASA建议，从2018年开始，美国每年至少会进行两次登月任务，先遣的航天员将利用月球上一切可利用的资源，建造一个月球基地。基地就像目前在各国建在南极的科考站一样，将包括生活区、电站和通讯系统。有了固定基地以后，航天员便可以进行长期试验，涉及的领域包括太空生物学、地理学、天文学和物理学等。还有一些研究会探索人类身体对低重力、高强度太阳辐射等外太空环境的反应。

目前，科学家已经找到了建造月球基地的首选理想地点——位于月球南极附近的沙克尔顿环形山。环形山的边缘有80%的时间处于阳光的照射之下。距离该处只有10千米的位置还有两个区域，总共有98%的时间处于阳光的照射之下。科学家的设想是把生产电力的太阳能设施放置在阳光充足的区域，并通过微波或电缆与之相连。这样，位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到几乎源源不断的太阳能供应。

科学家还猜测，沙克尔顿环形山一带有较高浓度的氢元素储备，而氢是太空探测的主要燃料之一。同时在环形山内部的一些永久性阴影区可能藏有常年不化的冰。冰不仅可以满足月球定居者的饮用水需要，还可以为太空飞船生产燃料。借助这些月球本身的资源，航天员能够建造发电、通讯和导航系统，当然还包括人类探索月球先驱的住所。可能被选作建造基地的地点还包括月球北极、月球背面的三处地点以及阿波罗号在1969年着陆的静海。

月球基地必须拥有检测月球物质、基地成员健康状况和生活食品的试验舱，一个生活舱，一个不加压的储藏舱，一个加工月球物质的小型化工厂，一个带观测室和气闸门的连接舱以便航天员出入月球表面，以及两辆月球探险车。航天员将驾驶探险车在月球贫瘠的表面寻找燃料和水。长期驻扎在月球基地的成员应当包括指令长、机械师、机械技师、医生、地质学家、化学家和生物学家。基地成员每两个月轮换一次。每次大约更换3到4名工作人员。

利用化工厂生产的产品和建筑材料，航天员能将其扩建成为人类飞往火星的基地，将实验室建设成为年产10万吨产品生产能力的月球基地，当然，要实现后面的步骤则可能是下个世纪的事了。