去火星最經(jīng)濟(jì)的方法？麻省理工：把月球改成加油站

二十年后人類登陸火星可能不必背著沉重的燃料罐出發(fā)。最近美國麻省理工學(xué)院的研究小組建議，地球上的小伙伴們先去月球“加油”再前往馬丁叔叔家更劃算。

先前各類月球探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)表明，存在于某些環(huán)形山內(nèi)的土壤與水冰可以被開采出來轉(zhuǎn)換為燃料。如果這項(xiàng)技術(shù)能在我們前往火星前實(shí)現(xiàn)，將會(huì)非常經(jīng)濟(jì)。研究小組發(fā)現(xiàn)先去月球補(bǔ)充滿燃料再前往火星，將使最初發(fā)射質(zhì)量降低68%，而在地球每千克載荷的發(fā)射成本都非常昂貴！

▲除2030年代的載人火星登陸外，NASA現(xiàn)研的SLS火箭將在2020年代送宇航員重返月球

這個(gè)研究小組為確定人類前往火星最經(jīng)濟(jì)的路線建立了一個(gè)模型，假設(shè)可以利用月球上的資源并在月球建立生產(chǎn)設(shè)施。根據(jù)他們的計(jì)算，最經(jīng)濟(jì)前往火星的方法是盡可能減少從地球發(fā)射的載荷質(zhì)量，而大質(zhì)量的載荷占據(jù)了以往太空探索開支的大頭。

他們發(fā)現(xiàn)最有效的路徑是先發(fā)射宇航員并攜帶只夠進(jìn)入環(huán)地球軌道飛行的燃料，接著位于月球上的燃料工廠將從月面發(fā)射滿載的燃料罐進(jìn)入地球軌道，隨后載人飛船對接燃料罐并前往附近的燃料站加滿再奔赴火星。

MIT航空航天與工程系統(tǒng)教授奧利弗·德·威克（Olivier de Weck）說，這種方法偏離了NASA從地球直接前往火星的路線。從地球出發(fā)，帶上一切載荷直接去火星是目前大多數(shù)人的想法。相比較迂回先去月球的思路，宇航局的方法更簡單直接。但以一個(gè)長遠(yuǎn)的眼光來看，繞道月球“加油”從成本上更容易長期負(fù)擔(dān)得起，因?yàn)槟悴槐貜牡厍虺霭l(fā)就要帶上所有行李。

小組的研究結(jié)果發(fā)表在了《航天器與火箭》雜志上，它是基于卓人·石松（Takuto Ishimatsu）的博士論文，他目前是麻省理工學(xué)院的博士后。

▲月球引力小且資源豐富，未來可在月球生產(chǎn)燃料，其費(fèi)用將比從地球攜帶便宜很多倍

一個(gè)長遠(yuǎn)的策略

以往太空項(xiàng)目的補(bǔ)給方法有兩種：一種是定期的對宇航員與飛船進(jìn)行資源補(bǔ)給，比如現(xiàn)在的國際空間站；另一種是一次性裝載完再出發(fā)，比如阿波羅登月工程。

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