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ESA深空门户研究项目征集

时间:2018-09-11  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

(注:本文使用ESA发布征集建议时的名称“深空门户”)

1   概述

欧空局ESA将在欧洲征集“深空门户”的科学研究项目,并报告深空门户的发展情况。深空门户是一个执行载人和无人任务的近月飞行器,计划21世纪20年代建设并运行,作为载人航天近地以远轨道以及进入太阳系的下一步任务。

将在ESA  ESTEC的研讨会上讨论这一平台上执行的科学和其它研究。这一研讨的最终结果是,深空门户利用的想法和所提具体研究项目建议。这些结果将被欧空局用于以下几个方面:

·         与国际成员伙伴和利益相关者讨论深空门户的利用机遇。

·         在工程任务中考虑设计和研发的技术要求。

·         指导未来发布与深空门户相关的研究机会与项目征集。

2   深空门户介绍

建立深空门户作为一个战略平台,开展太阳系载人探索。月球附近和地球重力场外的位置使其可以作为到月球表面的中转站,最终到达包括火星在内的其它深空目的地。利用其可以研究和解决长期载人深空探测任务中的人类生存和技术挑战。这一平台通过国际合作筹建,由国际空间站合作成员机构领导,包括:ESANASAJAXACSA

深空门户技术概念由载人深空探测的技术需求驱动,支持可能的科学研究,涉及学科广泛。

2.1 可利用资源

初步的深空门户概念具有的资源如下表所列。预期深空门户的配置将得到发展,以满足未来需求,并为科学应用提供额外资源。

表1 深空门户的概念性可用资源(仅供参考)

资源

初步

可能拓展

航天员时间

航天员驻留42

航天员驻留达180

载人任务频率

大约每年1

 

电力

内部载荷4 kW (没有航天员时更多)

内部载荷4 kW (没有航天员时更多)

与地球通信

上行: 待定

下行: 数十Mbps (非连续)

上行: 待定

下行:数十Mbps (非连续)

载荷内部体积

~1 m3

最大值待定

最初居住舱发射的上限质量

150 kg

n/a

每次货运飞行的上限质量

200 kg

400 kg

舱外挂载点

深空门户舱外位置可配置有效载荷,配置供电和数据

额外附加位置具有资源

 

2.2 初步能力

深空门户概念的初步能力如下表所示,这些功能可以用于科学应用。

2 深空门户概念初步能力(数值仅供参考)

能力

科学气闸

57 × 57× TBD cm3

猎户座下行质量

100kg / 任务

在月球附近重新部署的能力

NRHO和其它稳定轨道,例如EML1EML2 .

机械臂

高清视频

部署立方星

可能

窗口(非科学用光学性能)

舱口窗户,配置和光学特性待定

月面操控

 

2.3 概念轨道

针对深空门户研究了多个可能轨道,及其对任务的适应性,包括居住舱运行、航天员进入与返回、登陆月面等。各种轨道类型如下图所示,轨道的一些相关属性如下表所示。深空门户应该有能力在轨道间转移,满足不同任务需求。

1 为深空门户评估的轨道类型,发现其中NRHOEML2 Halo轨道在技术上是有利的

 

3 两个概念轨道的一些属性

轨道

属性

参考值

近直线晕轨道(NRHO)

周期

6-8

轨道环绕

月球

距月球表面距离

大约2,00075,000 km

倾角

大约90°

地球可见性

持续可见

地月L2点晕轨道

周期

8-14

轨道环绕

地月L2

距月球距离

60,000 km

地球可见性

持续可见

3 研究机会

在早期阶段理解并考虑深空门户的科学和其它研究机会尤为重要。如果在深空门户上开展某项研究,必须在理解这一研究所需能力的基础上进行设计和准备。如果深空门户不是由研究所驱动,将受到对设计和资源需求有影响的那些条件所限制。将优化这一平台,以进行所设计的探索任务,然后实现研究的能力可能被纳入到方案、操作和技术参数允许的系统中。

通过按这一需求进行准备,咨询欧空局的科学界,确定研究机会包括哪些方面,利用月球附近这一载人平台,说明使研究可行需要的支持能力和条件。

? 可能的研究领域

国际空间探索协调组ISECG进行了咨询,确定与各种目的有关系的科学机会和与全球探索路线图GER有关系的任务。出版了关于全球探索路线图的科学机会白皮书。这一文档包括许多科学领域的高级描述,得益于月球附近的有人操作,包括:

月面遥科学

采集和返回行星物质

理解深空辐射和低重力效应

监测地球气候的观测站

天文观测的平台

基础物理

太阳物理

此外,将许多研究机会放在月球的巡航飞行阶段,包括:

按月周期监测整个月球外逸层演化

量化月球夜晚撞击闪光(地球上有云遮挡)

当居住舱或运载工具从地球磁场内部移动到外部时(假设有人),监测人体生理和生物化学变化

安装宇宙尘埃和微小陨石收集装置

以居住地轨迹为目标,有助于观测太阳月蚀,研究不受地球大气影响的日冕/太阳组成

远紫外波段监测延伸到月球的地球外大气层(地冕),估算可能随着太阳活动变化的辐射压力及其精确扩展

强调这一征集的反馈包括科学研究的任何领域,不需要与列在这里的相关联。

 

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