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《全球探索路线图》(第三版)概述

时间:2018年06月08日 信息来源:太空网 点击: 【字体:

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2018年2月2日,国际空间探索协调小组(ISECG)发布了《全球探索路线图》(第三版)(GER)。新版《全球探索路线图》重申了来自不同国家和地区的14家航天机构的共同愿景,即以火星探索作为共同目标,拓展人类在太阳系的活动范围。


人类对于空间探索的兴趣与日俱增,因此通过合作的方式来实现各机构共同目标显得尤为重要。新版路线图强调了月球探索对于火星探索的重要性,建议各国航天机构在取得本国及共同进展的同时,不断完善探索路线的具体步骤。


新版路线图的主要内容包括四章,分别为第一章《我们为什么探索》、第二章《任务方案》、第三章《准备活动》和第四章《结论》,全面论证了在全球范围的共同开发或研究下,载人与无人太空探索将如何实现可持续发展。


新版《全球探索路线图》反映了各国通过协调努力,以“国际空间站”(ISS)为起点,为前往地月空间、登陆月球及后续火星探索任务做准备。


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修订内容


相较上版路线图,新版路线图的修订内容包括以下几点:


1)概括太空探索带来的益处。太空探索将带来许多益处,因此在规划太空探索任务时需对其进行优先考虑。


2)阐述获取科学知识的重要作用。与国际科学界的开放互动,有助于明确人类及其基础设施在探索太阳系时所提供的特殊科学机遇。具体互动细节可参看《低地球轨道以远载人探索所带来的科学机遇》补充白皮书。


3)引入国际“深空之门”(DSG)概念。“深空之门”是一个小型有人照料的月球轨道空间站,将在可持续载人太空探索中发挥重要作用,初期用于支持载人与机器人月球探测,为多领域推进关键目标创造机遇。


4)重视私营企业对太空探索不断增长的兴趣。私营企业对太空探索的兴趣正在改变低地球轨道的未来,为各国航天机构所渴望的、将人类活动扩展至太阳系的事业创造着新的机遇。随着私营企业能力的不断提升,以及对太空探索兴趣的日益浓厚,未来合作将不局限于航天机构之间,还将扩展至追求自身利益与目标的私营实体。


国际空间探索协调小组希望未来可以扩大合作伙伴关系,纳入更多参与者,作为实现可持续地将载人与机器人太空探索扩展至太阳系的手段。


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第一章


第一章主要阐述了人类探索太空的目的,载人与无人太空探索可以回答人类追溯已久的关于宇宙生命起源的问题,拓展人类的认知范围。


太空探索为社会带来直接和间接的益处,主要体现在几个基础方面:创新和经济增长、知识获取、国际合作、文化与灵感。


第二章


第二章介绍了新版路线图的任务方案,这是一项循序渐进的探索方案,简单地说就是从近地球轨道,到月球,再到火星


目前,人类的太空探索活动主要在低地球轨道进行,即“国际空间站”任务和中国的空间站任务。


“国际空间站”提供各种设备和系统来支持先进的研究和开发活动。站上有支持生命科学、物理科学和材料科学研究的设备。例如,可在轨研究啮齿动物、蛋白质晶体生长、DNA测序,并部署立方体卫星和小卫星。此外,站上还设有增材制造设备。向“国际空间站”持续定期地发射货运飞船,并带回调查样品,以便研究人员及时研究和分析实验结果。


此外,本章还简要介绍了中国空间站的情况,并提出了可能的合作方向。


持续推进和实现人类空间探索目标的下一个步骤是地月空间的探索,月球轨道和月球表面在可持续的人类空间探索活动中扮演着重要角色。在地月空间放置一个小型的有人照料的空间设施,可以实现载人和无人月球探测,为多方用户创造机会来推进关键目标并促进人类在深空中的探索和研究。


此外,新版路线图提出了通往月球和火星的“深空之门”概念,其首个部件是一个使用大功率太阳电推进系统的舱段,并为平台的其他部分提供电力、指令和数据服务。“深空之门”将包括一个居住舱、一个科学气闸舱和一个机械臂,并具备航天员执行太空行走的能力。“深空之门”可提供到地和到月球表面的通信服务,为备受关注的月球背面和极区的无人探索提供了新的机遇。


“猎户座”(Orion)飞船和“航天发射系统”(SLS)以及其他空间运输系统将为“深空之门”的组装和建造提供支持。初期,一组4人乘员的任务组将到访“深空之门”,执行一次至少30天的任务。随着“深空之门”的不断发展以及其他空间运输系统的支持,最初的30天任务频率和时长将会增加。


“深空之门”还包括对接口,用来安装先进的闭环生命保障系统,从而进行新系统的测试,实现乘员在轨道站上的长期驻留。“深空之门”乘组人员将开展科学研究,评估未来执行任务时的居住功能,研究和测试深空环境下的探索技术。私营企业也可以通过公私合作伙伴关系利用轨道站。当站上无人员时,可以在地面运营管理轨道站,以继续开展科学研究和其他活动。


日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、欧洲航天局(ESA)、加拿大航天局(CSA)以及俄罗斯航天国家集团(Roscosmos)都将利用地月空间站来支持可重复使用载人登月器以及无人月球探测任务。“深空之门”及站上工作人员可为未来火星运输系统提供服务和支持。


新版路线图的再下一步骤是月球表面任务,4名航天员执行月球表面的一系列探索任务,这是太阳系探索的基石,并可为将来的火星探索做准备。


新版路线图的最终目标是火星载人探测任务,将推动对行星进行详细的原位科学探测,并促进地球和空间探索技术的发展。


此外,本章还阐述了无人探索任务对于载人探索任务的先驱作用和重要意义。


第三章


第三章提出了实施新版路线图的一些准备活动,包括一些私营部门的倡议和合作机会、原位资源利用和月球极区探索、空间探索过程中对人员健康和表现风险的管理等。


重点阐述了商业航天的重要性,提出私营部门的创新是人类空间探索可持续发展的必要组成部分,并有助于开拓新市场和发展经济。此外,还提出了新版路线图所需的关键技术,并与目前技术进行比较和分析,包括推进、着陆与返回、生命支持、自动系统、乘员健康和表现等几方面。


第四章


第四章结论总结了新版路线图的宗旨,该路线图反映了国际社会为制定一条以火星为目的地的、可持续的太阳系载人探索路径所付出的努力。国际合作不仅使这些具有挑战性的任务成为可能,还提高了任务成功的可能性。


随着时间的推移,该路线图还将不断更新,以反映各航天机构为合作开发空间探索任务方案所付出的努力,并对准备工作进行协调。


新版路线图及后续版本,将为各机构间的规划讨论提供技术依据。参与国际空间探索协调小组的航天机构将继续开展对话与合作,以协调和推进可持续的太空探索活动,将载人与无人探索活动扩展至太阳系。


(作者:佚名)
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