本周,美国宇航局宣布了与 MSR(火星样本返回)计划相关的变化,该计划将把毅力号火星车采集的样本带回地球。 该计划变得越来越昂贵,并且样品到地面的运送也被推迟。 因此,NASA 向工业公司寻求解决方案来解决这一问题。 我们在本文中讨论了这个主题,但问题本身要更深、更复杂。 来自捷克航天局的米哈尔·瓦茨拉维克 (Michal Václavík) 积极参与 MSR 计划的专家讨论,因此最近几天在互联网上 提出了总结,这样可以深入了解 MSR 所在的状态。 在本文中,我们以原始形式为您带来了此摘要,仅用图像进行了补充。
从火星返回样本的任务现在正在航天界引起共鸣。 就像任务本身一样,主题非常复杂。 我将尝试概述一种媒体并不总是很好地描述的情况。
首先需要强调的是,这是NASA和ESA的联合项目。 但这是历史上第一次完全平等的合作,特派团没有一个“另一方”可以加入的领导机构。 这既带来了喜悦,也带来了新的担忧。 MSR 计划经历了旋风般的发展,最近的一次是移除欧洲漫游车以收集毅力号漫游车采集的样本。 它的服务将被毅力号火星车本身或两架“独创号”货运直升机所取代。 我们预计将于 2031 年或 2033 年从火星获得样本。
MSR 的各个部分的任务已分配并开始工作(分别是初步研究、建议和关键技术的确定)。 去年,进行了两次评估。 应美国宇航局的要求,一个独立的专家小组对该任务的可行性及其财务需求进行了评估。 第二点结果与原计划完全不相容(但现在我们只谈论NASA方面)。 美国份额的总成本很可能超过100亿美元的神奇门槛。
因此,根据与欧空局的协议,评估当前任务的架构,目的是降低美国宇航局的成本。 这种减少有两个目的。 当然,这是为了降低绝对成本,但也将项目的年度预算维持在 7 亿美元左右。
专家委员会共制定了8+1种可能的解决方案。 我提醒大家,海上丝绸之路任务的基本形式如下。 毅力号收集样本并接近 SRL 着陆器的着陆点。 随后,这些东西将被机械臂从毅力号上移走。 两架能够运送沉积在火星表面的样本的直升机也提供了帮助。 SRL 着陆器的一部分是两级 MAV/MLS 火箭,旨在将样本运送到火星轨道上。 在那里,ERO 探测器(在 SRL 之前发射)已经在等待他们,该探测器应该接管装有样本的箱子,将其存放在返回箱中,然后前往地球。 随后,该箱子将降落在犹他州,并被运送到专门建造的建筑物进行分析和存储。 SRL 任务原定于 2028 年发射,ERO 任务原定于 2027 年发射,样本预计在 2033 年之前到达地球。
这个概念需要美国宇航局在相对较短的时间内花费大量资金。 这就是绊脚石。 当然,开发的替代方案首先将各个步骤稀释为更长的时间。 因此,现在,根据各个架构,来自火星的样本最早可以在2036年到达地球,但可能要到2040年左右。
它会进行得更快,但美国宇航局的部分义务将不得不由欧洲航天局接管。 而她也没有办法。 除了较长的时间范围之外,还存在技术性质的变化。 矛盾的是,它需要加强各个要素。 再次错过了价格。 简而言之,任务的各个要素必须以这样的方式构建,即它们“按顺序等待”后续任务。 多年来。 因此,有必要解决例如MAV/MLS火箭颗粒的加热问题,这在原始版本中根本没有解决。
最近,其中一种架构需要为 SRL 使用 RTG 电源。 而且仍然没有足够的合适的钚同位素。 对于其他已批准的任务来说,此类资源至关重要,因此也需要这种资源。 在一些建筑中,例如还投放了两架直升机。 那样的话,一切就只能取决于毅力号火星车了。 但到 2030 年以后它还会运行吗? 如果没有怎么办? 这将再次导致更换和添加另一个流动站。 比如欧洲的那个,前段时间就被从场景中拿出来了。 在这里,您认为将任务分散在较长的时间内会带来额外的重大成本的风险。 我们还没有到最后。 我们已经完成任务了。 将样本运送到地球的方式得以保留,但即使在这里,以今天的眼光来看,也可以节省开支。 除了建造带有多级样本容器的着陆舱外,为了确保最高级别的行星保护,还可以以所罗门方式解决这个问题。 情况会更简单,并且不会从地球轨道着陆。 相反,它将被引入地月空间,在那里它将处于稳定的轨道上。 这就创造了一个时间空间。 没有必要立即拿起它,但它会在那里等待数年。 那就是建造一颗卫星来接起箱子并将其安全运送到地球,或者宇航员也可以在阿耳忒弥斯任务之一期间照顾它。
但科学界当然不喜欢这样,他们希望尽快将样本带回家。 现在我们又回到了昨天。 目前提出的所有解决方案都依赖于下一个十年末的样本运输和巨大的成本。 因此,NASA 呼吁业界拿出创新的解决方案来降低成本并加快整个实施速度。 但这一努力可能不会成功。 我们拭目以待。 无论如何,欧空局仍然保持其作用,特别是在 ERO 探测器、样本传输机制和地面实验室的建设方面。 但这一切的结果如何,现在已经完全取决于星星了。
将此视为整个问题的非常、非常、非常、简短和简化的观点。 尽管如此,我希望我能够向您提供比媒体呈现的更技术性和更复杂的观点。 与此同时,我试图避免提供任何可能危及与业界谈判并有利于某人的细节和决定。 游戏中有多种变体,业界本身将应 NASA 的要求带来新的变体。
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2024-04-18 22:12:43