科学家希望参与人类的下一个大型空间站

航天机构正在计划一个绕月球运行的深空门户

从国际空间站看到的地球的月球。

随着世界领先的航天国家计划在太空建立下一个大型前哨站——国际空间站的继任者——科学家们正在起草一份关于有史以来最偏远的人类实验室的实验愿望清单。美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)正在举办会议讨论科学计划,第一次会议于 12 月 5 日至 6 日在荷兰的诺德韦克举行。

目前还没有哪个国家承诺全额资助这个项目,该项目目前尚未估算成本,但计划在 2020 年代进行。 但航天机构正在制定一项在月球轨道上建立前哨站的计划。 科学家们已经在争夺该平台上的空间。“我对提案的广度和质量感到震惊,”欧洲航天局驻诺德韦克的人类和机器人探索战略官员詹姆斯·卡彭特说,他组织了这次活动,并且由于人们的兴趣,不得不将该机构的活动容量增加一倍,达到 250 人。

这个被称为深空门户的平台是国际空间站于 2020 年代中期退役后“普遍接受的”下一步,欧洲航天局人类航天和机器人探索主管大卫·帕克说。航天机构已经明确表示,其主要目的是在地球后院测试深空探索和长期任务的技术,包括最终前往火星。“但我们也想弄清楚如何从中获得最好的科学,”帕克说。


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合作项目

科学家们渴望在规划过程的早期阶段就提出意见。 这样做可以帮助该项目避免国际空间站的命运,一些人批评国际空间站未能迅速发挥其研究潜力。 但研究人员应该记住,这两个设施的主要目的都是支持未来的探索,马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的行星科学家理查德·宾泽尔说。“空间站是人类体验的工具,几乎是太空外交,”他说。“科学家们感到不满的是,声称科学证明空间站是合理的——它不是,而且它从来都不是。”

尽管如此,研究人员已经设计了大量的实验。该平台的位置——在地球的保护性磁场之外,因此代表了深空,并且可以方便地到达月球——将为研究提供独特的环境。除了测试太空如何影响人类生理和生存技术外,研究人员还将提出该站可以支持行星研究以及进行创新物理和天文学实验的方法,卡彭特说。

研讨会将展示一系列物理实验,这些实验不仅可以利用环境,而且可能只有通过利用空间站的电力和导航能力才能在经济上可行。其中包括一个流星体环境监测器,它将研究由于地球磁场而永远无法到达地球的漂浮的星际尘埃。低频射电天文台可以用来接收来自宇宙“黑暗时代”的辐射,从大爆炸后 40 万到 1 亿年之间——由于来自人类的干扰和地球电离层,在地球上进行这项工作极具挑战性,荷兰恩斯赫德的特温特大学的物理学家马克·本图姆说。

飞往月球及更远的地方

英国米尔顿凯恩斯开放大学的行星科学家马赫什·阿南德说,月球附近的太空站将使月球科学家能够定期到达月球表面。过去十年中,月球上已证实存在水,但研究人员仍然对它在哪里、有多少以及提取的可行性知之甚少。轨道实验室的研究人员还可以实时控制月球探测车,并且可以在无需将样本送回地球的情况下研究月球岩石。

其他人正在寻求开发用于深空旅行的技术。德国比勒费尔德大学的物理化学家阿明·戈尔豪泽希望测试由熔合的芳香分子制成的纳米级碳薄膜的潜力,用作持久、薄而高效的过滤器,可以回收废水或空气。同时,加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院的生物化学家卡塔琳娜·布林克特和她的同事们设计了一种设备,以促进太阳辅助的氢气和氧气生产,并针对微重力下的使用进行了优化。

人们对该平台的政治兴趣正在增长。9 月,美国国家航空航天局与其俄罗斯同行俄罗斯航天局签署了一项联合协议,概述了这样一个平台作为其“人类探索共同愿景”的一部分。日本和加拿大航天局也表示了兴趣。美国国家航空航天局和欧洲航天局都已经与行业合作伙伴签订了初步工作的合同。但是,该项目是否以及何时推进将在很大程度上取决于美国国家航空航天局的新局长。来自俄克拉荷马州的美国国会共和党议员詹姆斯·布里登斯廷已被提名为该职位,但尚未被任命。帕克说,如果要按计划在 2020 年代中期发射深空门户,则需要在 2019 年底之前做出关键决定。

本文经许可转载,并于2017年12月5日首次发表

Elizabeth Gibney is a senior physics reporter for Nature magazine.

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