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学生们设计月球开采火箭燃料的 ...

一位艺术家对月球上采矿作业的描绘。Sung Wha Kang(RISD)/CC BY-ND)

这篇文章最初是在对话会上发表的。这篇文章为《生命科学》的专家之声:Op Ed&Insights贡献了一篇文章。

人类上次踏上外星躯体已经45年了。现在,月球不仅回到了探索太空的努力中心,而且也回到了建立一个永久的、独立的太空社会的努力中心。

计划远征地球最近的天体邻居不再仅仅是美国宇航局的努力,尽管美国航天局计划在20世纪30年代初建立一个月球轨道空间站,作为火星任务的中转站。洛克希德马丁公司和波音公司的合资企业联合发射联盟(United Launch Alliance)正在计划为航天器建造一个月球燃料站,能够支持1,在30年内有1000人生活在太空中。

亿万富翁Elon Musk、Jeff Bezos和Robert Bigelow都有公司致力于将人或货物送上月球。谷歌3000万美元的奖金中,有几支队伍正计划将漫游者送上月球。

我们和来自世界各地的27名学生最近参加了2017年加州理工学院的太空挑战,提出了月球发射站和补给站的设计方案,以供深空任务使用,以及它的工作原理。

是火箭燃料

的原材料,现在所有的太空任务都是基于地球并从地球发射的。但地球的引力很强。为了逃离地球的引力,火箭必须以每秒11公里的速度飞行——每小时25000英里!”

任何离开地球的火箭都必须携带所有的燃料才能到达目的地,如果需要的话,再返回。这种燃料很重,要让它以如此高的速度移动需要大量的能量。如果我们能在轨道上加油,那么发射能量就能把更多的人、货物或科学设备送入轨道。然后宇宙飞船可以在太空中补充燃料,在那里地球的引力不那么强大。

月球的引力是地球的六分之一,这使得它成为一个有吸引力的替代基地。月球上也有冰,我们已经知道如何将其加工成氢氧推进剂,我们在许多现代火箭中使用。

漫游月球

美国航天局的月球侦察轨道器和月球陨石坑观测和传感卫星任务已经在月球上的永久阴影陨石坑中发现了大量的冰。

这些地点很难开采,因为它们比较冷,没有阳光为流动车辆提供动力。不过,我们可以在陨石坑的边缘安装大镜子,照亮永久阴影区域的太阳能电池板。谷歌月球X奖竞赛和美国宇航局月球资源勘探者的

探测器将于2020年发射,这也将有助于找到开采冰层的好地方。

设想一个月球基地

取决于最佳冰储量的位置,我们可能需要建造几个小型机器人月球基地。每个人都会开采冰,制造液体推进剂,并将其转移到经过的航天器上。我们的团队制定了用三种不同类型的漫游车来完成这些任务的计划。我们的计划还需要几架小型机器人航天飞机在月球轨道上与附近的深空任务飞行器会合。

一个我们称为“探矿者”的探测器将探索月球并找到含冰位置。第二个探测车,建造者,将紧随其后,建造一个发射台,并沿着道路打包,以便于第三个探测车类型,矿工,它实际上收集冰并将其输送到附近的储槽和电解加工厂,电解加工厂将水分解成氢和氧。

建造商还将建造一个着陆台,在那里我们称之为月球补给飞船的小型近月运输飞船将作为新的运载工具来收集燃料发射的宇宙飞船经过月球。航天飞机会燃烧月球

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