1961年-1972年,美国国家航空航天局(NASA)执行了“阿波罗计划”,成功登月6次,分别是阿波罗11号、12号、14号、15号、16号、17号,将12位宇航员成功送上月球,并送回地球。人类至今为止也仅有美国成功载人登月,且多次登月,虽然受到众多质疑。
2017年,美国启动重返月球的“阿尔忒弥斯计划(Artemis)”,计划2024年进行载人登陆月球南极。重启登月计划是为登陆火星做准备。
SpaceX的星舰已经完成了组合,一级是29台猛禽发动机的超重型推进器(Super Heavy)原型机,二级是星舰(Starship)原型机,合体后总高度达到了120m,成为历史最高的火箭。星舰也打破了由土星五号保持了半个世纪的记录,成为了最强大的火箭。
星舰推力达到了土星五号的两倍,不回收的情况下有效荷载能达到250吨(近地轨道),回收重复利用时可达150吨,达到火星超过100吨,剑指火星。马斯克的目标是星舰完全可重复使用,每天飞3班。2025年,飞1000个班次,将100万人送上火星。
月球是地球最近的天体,将成为火星计划的实验田。然而当大家雄心勃勃,踌躇满志之时,NASA却浇出了一盆冷水:舱外活动宇航服生产需延期,2024年登不了月球了。按照目前的进度,预计最快要到2025年4月才能生产出两套宇航服,同时预算要增加到10亿美元。
宇航服都是45年前的
实际上,NASA舱外宇航服早就缺货了。现在NASA所使用的舱外宇航服(EMU)还都是45年前,为航天飞机计划所设计的,当时共制造了18套,每套造价高达1.5亿美元(不算生命保障系统)。这些舱外宇航服设计寿命为15年,早就已经过期了。这些年来,NASA一直修修补补,三年又三年。仅剩下3套能用的的,放在国际空间站,用于舱外活动。
自2009年,NASA就已经投入2.3亿美元研制新宇航服,然而至今没有出现可用的成品。当时的研发方向并不完全适用于“阿尔忒弥斯计划”。NASA在2014年进行了修改与研发,并于2019年推出了“新型探索舱外机动装置(xEMU)”。这是美国45年以来第一次推出新的宇航服,虽然只是原型机。NASA对xEMU的期望很高,它需要适用于多种场景。
(xEMU)
近地轨道:国际空间站舱外活动
月球轨道:NASA和ESA计划在月球轨道上放置一个空间站,因此xEMU需要进行月球空间站舱外活动。
(未来月球空间站)
月球表面:登月时在月球表面活动。
火星表面:在火星表面长时间活动。
(xEMU原型)
为了适应不同的环境需求,xEMU在技术需要克服更多的障碍。为了研发xEMU,NASA已经4.2亿多美金,xEMU延期的原因之一就是资金短缺。
马斯克:小意思
不过,技术与资金问题对于马斯克来说似乎都不是问题。得知宇航服延期后,马斯克表示:
如果需要,SpaceX现在开始研发设计生产都来得及。
马斯克还针对“xEMU由27家公司共同设计开发”表示:
出现延期可能是因为“厨房里的厨师太多了”,我能让舱外宇航服低于10亿美元,而且制造速度更快!
(龙飞船舱内宇航服)
SpaceX的重点是造火箭,虽然也曾为龙飞船研发过舱内使用的宇航服,但xEMU要比舱内宇航服复杂得多。
即使是45年前的EMU都极为复杂
为了让宇航员离开飞行器依然能存活,EMU需要具备构建一个密闭的空间,在空间中需要保证气压,不断提供氧气,不断消除的二氧化碳;具备液体收集功能,包括汗液、水汽、甚至是尿液;
宇航服需要隔绝辐射,包括太阳辐射、宇宙中的各种高能辐射;具备双面隔热,保证里面的热量散不出去,外面的热量传导不进来;宇航服内的温度需可控,从而保证宇航员的舒适度;物理防御力要强,阻挡太空中比子弹快10倍的颗粒与碎片。
为了满足这些功能,宇航服需要多层,多种不同功能性的材料进行叠加,还不能太多太厚,否则宇航员的动作将施展不开。
稳压、供氧气、调温、收集等功能,则由生命保障系统“小背包”进行协助。因此EMU除了不会自己飞,舱外宇航服俨然就是一艘小型人体太空飞船。美国45年前设计的“小背包”成本就高达2亿多美元,而宇航服也达到了1.5亿美元,相当于把一架火箭穿身上。
(我国空间站使用的“飞天”舱外航天服,造价3000万人民币,寿命3年,能用15次)
迄今为止仅中国、美国与俄国拥有自主研发的能力。spaceX想低于10亿美元设计并制造出两套xEMU是有可能的,但仅剩两年时间,从零开始自主研发制造出两套新一代xEMU就有点夸张了。