虽然苏联的载人登月任务没有完成,但是苏联人在随后的无人登月、月壤采样返回的任务中,完成的很好。苏联一直没有放弃对月球和其他地外天体的探索,冷战期间还制定了月球和火星的殖民计划。
图:火星基地畅想
最近解密了一份关于苏联在月球和火星上殖民计划的文件。其中的计划细节,对准备在2030年前完成载人登月和后续月球、火星基地建设的东方大国来讲,还是有一定的参考性的。下面我们就来看看,上个世纪苏联专家关于月球和火星殖民的一些想法。
苏联月球殖民计划
计划1971年至1972年,在月球上部署第一代月球基地,苏联第一代月球基地设计指标是,可以允许登陆月球的宇航员,生存停留10天。
计划到1975年,在第一代月球基地的基础上,完成第二代月球基地建设,宇航员的月面停留时间增加到至少30天,能够容纳4-6名宇航员。然后持续对第二代基地进行改造和升级,到1976年,月面基地能够支撑宇航员3-6月的定期轮换。
计划1980年以后,能够建成一个长期有人驻扎的永久基地,人员一年一轮换。
月面基地建造计划的项目名称,苏联人都想好了,就叫“红星项目”或者“哥伦布项目”。项目的计划和设计方是苏联卫国战争爆发一周后,为改进喀秋莎火箭炮而成立的苏联通用机械设计局,设计局的领导人是弗拉基米尔·巴明院士。
苏联月面基地的名称,按照苏联时期以人名命名城市的传统,星系哥估计,苏联月面基地的“城市”名应该叫——巴明格勒。
上面是苏联月球基地建造和驻扎宇航员计划,下面就来说说解密的苏联月球基地是什么样的?
苏联月球基地的主要宇航员生活区,是由九个相互链接的大圆桶(舱段)组成,每个舱段长度在4.5米。
苏联心理学家考虑到宇航员在月面工作,既要保证一定的隐私性和居住空间的舒适性,又要保证宇航员能够在突发情况下互相及时帮助或替补,苏联心理学家建议用于宇航员休息的舱段,每个舱段都有2个休息区,让宇航员可以两两一组在各自舱段休息。
除了宇航员的休息区,其他的舱段还要用来做其他事情,比如,用来当培养植物的温室、宇航员的健身房、电影院、月面核电站等。苏联科学家认为,月面驻扎任务对宇航员来讲,工作和享受生活一样重要,只考虑工作不考虑宇航员的生活舒适性问题,基地是无法长时间运转的,尽量要让宇航员在月球上,感受类似地球上的生活居住舒适性。
此外,各舱段没有真实的窗户,但是会有“画”上去的窗户,窗户的存在,是一个房间让居住者不感到压抑和密闭的关键。但是呢,在月球基地舱段上,又不能真实的开个窗户。对当时的科技水平来讲,在月球基地舱段上开了窗子,就意味着热量更容易散失,外面大量的有害辐射,会源源不断地照射进入基地内部。宇航员的健康会受到威胁,而且月面基地内部的线路设备,也会受到严重的考验,缩短预期的使用寿命。
覆盖月壤的月球基地
所以,苏联的月球基地,不光不会有真实的窗户,所有舱段外面,都至少要覆盖上一米厚度以上的月壤,来保温和抵挡来自太空的强烈辐射。
月球基地里,还会有一个天文台,因为月球的天空是永远清澈的,也不会像地球一样有光污染的情况,在月面用天文望远镜观察星空,效果远远好于地面。
月球基地的宇航员想要“出门”,会乘坐代号“蚂蚁”的月面SUV。如果是想要出“远门”,则可以乘坐代号为“蝉”的月面飞行器。同时,还会有在月面专门运输、拉货的运输车辆。当然了,月面基地也要有为“蚂蚁”、“蝉”和月面运输车建造停泊补给区。
长期月球基地主模块模型
解密的另一份1969年《关于月面基地设备前瞻》的报告,苏联人重点说到了微电子设备。苏联人认为,考虑到月面基地要长期、稳定地支持苏联宇航员生活和工作,一个非常重要的问题是,苏联人要能够制造出稳定运行十年以上的微电子设备,并且这些设备也要可以用在火星基地建设中。
我们都知道,微电子设备里有大量采用中、大规模集成电路的部件,微电子设备可以大大降低火箭的发射载荷,易于后期维护和更换,降低电量损耗,弹道导弹等军事武器中,也要用到微电子设备。
图:第一块集成电路板
1969年的苏联,在微电子设备的发展上,已经落后于对手“白头鹰”了,1965年摩尔定律已经被提出,1960年,“白头鹰”家的仙童公司制造出第一块可以实际使用的单片集成电路。1961年,德州仪器为“白头鹰”家的空军,研发出第一个基于集成电路的计算机,即所谓的“分子电子计算机”。“阿波罗任务”和“星际监视任务”都采用了基于集成电路技术的分子电子计算机。
图:分子电子计算机
苏联人在1969年能够有这样一份关于微电子设备的科学和技术前瞻报告,可见苏联人不光意识到了自己在这方面的落后,还在下决心进行追赶。
苏联火星殖民计划
苏联人的火星殖民规划是,先向火星发射一个全自动的生物实验室,当然是无人的。全自动的生物实验室主要用来研究生物体如何适应火星表面空间环境,摸索生物体在火星上的生存、生长、发育和繁衍的一些机制和规律。为下一步构建火星表面微型生态系统、筛选抗火星极端环境物种做准备、验证有机废物循环利用技术和火星表面农业的方案可行性。
所以,第一艘全自动的火星生物实验室非常重要。
其后,苏联人会发射一个火星轨道器,用于火星大气环境监测、火星地貌拍摄、磁场和能量粒子分析、以及传输火地电磁信号等。再发射两个具备巡视能力的火星车,用来做火星表层磁场、表面成分探测、气象测量等任务。
再接下来就是火星基地计划的关键节点了,开始载人飞往火星,并确保苏联宇航员成功登陆火星。火星基地建造,有了月球基地的建造经验和技术积累,会相对简单很多。在所有月球基地建设任务中,如何把人安全的降落在火星,是最难的,也是任务的重中之重。
按照当时苏联火箭技术能力,把宇航员送到火星,将会在地球和火星间的深空中飞行2到3年。对于现今的火星探测,宇航员从地球到达火星的时间,最快只要6到9个月,而在当时不行。所以,考虑到2到3年的太空飞行将会有巨大的风险,比如行星际间的辐射危害、轨道偏离风险、生命保障物资缺乏风险、火箭稳定性风险等,这段行星际旅途,对苏联来说是巨大的挑战。
但是在当时冷战背景下,苏联人不管这套,苏联人惊天动地的集体英雄主义精神、大公无私的奉献精神和无所畏惧的勇敢精神,让苏联当局和相关科学家只有一条路可以走,那就是有问题就解决问题,没有问题就创造问题,反正就是一个字:干!
苏联空间站模型
火星基地建造的难点是运载火箭,苏联人在登月竞赛中主要研发了3种大推力火箭,所以在解密的载人登陆火星的计划中,也提到了这3种火箭方案。
图:弗拉基米尔·尼古拉耶维奇·切洛梅
第一种,弗拉基米尔·切洛梅设计局提出的三级UR-700火箭,近地轨道运载能力是140吨(比美国土星五号的近地轨道119吨要大)。它使用了瓦伦丁·格鲁什科(Valentin Glushko)研发的RD-270发动机。
图:UR-700分级示意图
RD-270发动机堪称世界上毒性最大的火箭发动机,以四氧低二氮和偏二甲腓为推进剂,采用全流量分级燃烧,闭式循环,推力671吨,推重比达到203,燃烧式压力更是达到了26.1mpa!海平面比冲则达到了301秒。谢尔盖·科罗廖夫(Sergey Korolyov)对这款发动机超级反感,科罗廖夫很反对有毒燃料火箭。
图:UR700的载人飞船的模型
第二种方案,火箭设计师米哈伊尔·扬格利领导的第586试验设计局所设计的R-56型四级R-56火箭。它可以将40吨重的载荷送入近地轨道,将3吨重载荷送入月球表面,所用的发动机是RD-253。
图:RD-253照片
从左到右为Vulkan(苏联)、UR700(苏联)、N-1、土星V、暴风雪号和能源号火箭(苏联)、航天飞机(美国)
图:N-1,UR-700,R-56运载火箭与美国土星5号运载火箭
第三种方案,也是苏联当局最认可的方案,那就是谢尔盖·科罗廖夫设计的N-1五级火箭,第一级30台NK-15,第二级8台NK-15V,第三级4台NK-21,第四级1台NK-19,第五级1台RD-58。N-1火箭最大推力超过4000多吨,土星5号最大推力3408吨,这方面N-1是大过土星五号的。可以将90-100吨送入近地轨道,并将23.5吨送入月球。土星五号月球轨道运载能力45吨,近地轨道运载能力118吨。虽然N-1相比土星五号的载荷数据有差距,但是把它们的设计数据放在今天,也还是超牛的存在。
图:科罗廖夫(左)切洛梅(中)和扬格利(右)
N-1火箭第一级的发动机总数30台。有人认为设计本身是笨重和复杂的,增加了故障率。关于苏联运载火箭的方案选择是否正确,到目前来讲仍存在争议。其实,放在那个年代,无法很好的整合30台发动机是必然的,放在今天的技术条件下,参照埃隆·马斯克的重型猎鹰火箭,N-1的设计方案又是可行的,只能说N-1的思路没问题,技术没跟上。
图:阿波罗月球车
N-1火箭因为4次发射,4次失败,让苏联遗憾错失全球首次载人登月的“光荣”头衔,再加上,当时苏联的国防工业管理体系逐渐混乱不堪、官僚系统的腐败、重复性的劳动和资源的浪费、经费耗尽等因素,哪怕苏联有那么多优秀的科学家和工程师,因为无法有效组织和聚拢,苏联内部陷入矛盾重重的境地,所以也就断送了苏联人载人登陆月球和登陆火星的梦想。苏联的月球殖民计划和火星殖民计划终究成为了计划,没有了实现的一丝可能。只能感叹,英雄已迟暮,内部烂透了。
相比苏联,“白头鹰”从1969年登月开始,完成了6次载人登月,却都只局限于月球行走、土壤采集和设备安放等,至今,“白头鹰”也没能建设月球基地,更没能建设火星基地,如今,又提重返月球,梦想着重新走入“冷战”的战场,保住在地球上的“王座”,以前说月球是全人类的,现在又要在月球划领地,强盗逻辑和霸权本性暴露无疑。
图:月球基地模型
放眼全球,目前最有希望带领人类重返月球,在月球建造基地,和平利用太空,对太空抗霸权的国家,唯我“种花家”。探月工程“绕、落、回”三个发展阶段的战略规划已经画上了圆满句号,按照我们稳扎稳打,自主创新,自力更生的习惯,外加航天人特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的航天精神,相信中华民族千年的飞天之梦将飞得更加高远!相信我们的月球基地和火星基地不会太遥远,相信全人类有了中国智慧的贡献,能更快走出地球,走进行星际时代!
---------原创内容!禁止任何形式的转载、转播、洗稿!
--------利用全网智能检测手段,能够快捷检测、定位、取证非法著作侵权内容,星系哥保留维权到底的权利!
热门跟贴