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火星大本营 - 洛克希德马丁
摘要 猎户座多用途载人飞船是 NASA 人类探索地球以外轨道架构的重要组成部分。洛克希德马丁公司获得了猎户座直至探索任务 2 (EM-2) 的设计、开发、测试和生产合同。此外，洛克希德马丁公司正与 NASA 合作，致力于定义地月试验场任务架构，并探索将火星任务定义为地平线目标，为人类探索太阳系的计划提供意见。2016 年，洛克希德马丁公司提出了一项提案，希望最早在 2028 年发射时实现载人探索火星空间。该提案被称为“火星大本营”，涉及在火星轨道上建立载人航天器，宇航员可以从该航天器前往火卫二和火卫一，还可以对火星表面进行遥控机器人探索，包括取样返回。该概念提出了一种新颖、实用且经济实惠的途径，使人类能够在未来十年探索火星系统。本文将详细介绍火星大本营概念的进一步发展，包括用水生产推进剂、地月试验场任务的更多细节以及火星着陆器概念。轨道大本营可以通过太阳能电解从水中产生氧气和氢气。水可以直接从地球系统提供，也可以通过月球、火星或其他系统的现场资源生产提供。将讨论深空门户火星大本营能力的演示，包括系统、技术和科学任务的可能性。着陆器被设想为一个完全可重复使用的升力体，使用超音速反向推进下降并降落在表面。使用着陆器的初始载人任务将在初始任务之后进行，被概括为相对较短的以科学为重点的探索任务。将探索火星表面的多个区域，目的是从各种感兴趣的地点收集科学数据，并更全面地描述未来永久定居点的可能地点。完成地面任务后，着陆器将作为单级轨道运载火箭返回火星大本营进行加油。有了这些额外的发展，火星大本营概念可以看作是一个核心系统，它将人类带入一个可行、可持续的长期火星探索计划。
火星大本营 - 洛克希德马丁
摘要 多用途载人飞船猎户座是美国宇航局载人探索地球以外轨道架构的重要组成部分。洛克希德马丁公司获得了猎户座直至探索任务 2 (EM-2) 的设计、开发、测试和生产合同。此外，洛克希德马丁公司正与美国宇航局合作，致力于定义地月试验场任务架构，并探索将火星任务定义为地平线目标，为人类探索太阳系的计划提供意见。2016 年，洛克希德马丁公司提出了一项提案，希望最早在 2028 年发射时实现载人探索火星空间。该提案被称为“火星大本营”，涉及在火星轨道上建立载人航天器，宇航员可以从该航天器前往火卫二和火卫一，还可以对火星表面进行遥控机器人探索，包括取样返回。该概念提出了一种新颖、实用且经济实惠的途径，使人类能够在未来十年探索火星系统。本文将详细介绍火星大本营概念的进一步发展，包括用水生产推进剂、地月试验场任务的更多细节以及火星着陆器概念。轨道大本营可以通过太阳能电解从水中产生氧气和氢气。水可以直接从地球系统提供，也可以通过月球、火星或其他系统的现场资源生产提供。将讨论深空门户火星大本营能力的演示，包括系统、技术和科学任务的可能性。着陆器被设想为一个完全可重复使用的升力体，使用超音速反向推进下降并降落在表面。使用着陆器的初始载人任务将在初始任务之后进行，被概括为相对较短的以科学为重点的探索任务。将探索火星表面的多个区域，目的是从各种感兴趣的地点收集科学数据，并更全面地描述未来永久定居点的可能地点。完成地面任务后，着陆器将作为单级轨道运载火箭返回火星大本营进行加油。有了这些额外的发展，火星大本营概念可以看作是一个核心系统，它将人类带入一个可行、可持续的长期火星探索计划。
太空飞行对地球大气的影响
I. 序言 新的太空技术和轨道商业机会催生了全球航天产业的指数级增长和快速变化。火箭发射、卫星再入和上级火箭将气体和气溶胶排放到从地球表面到低地球轨道的每一层大气层中。这些排放可能会影响气候、臭氧水平、中层云量、地面天文学以及热层/电离层成分。航天产业的增长速度令人印象深刻：发射和再入质量通量最近每三年翻一番（Lawrence 等人，2022 年）。根据行业预测，到 2040 年，太空活动将继续增加至少一个数量级（Ambrosio 和 Linares，2024 年）。大型低地球轨道 (LEO) 卫星星座正在改变航天产业，因此到 2040 年，计划中的系统每年将需要发射和处置超过 10,000 颗卫星到大气层中。到 2040 年，以液化天然气 (LNG) 燃料发动机为动力的重型运载火箭预计将成为发射活动的主导 (Dominguez 等人，2024)。航天工业向大气排放的范围和性质正在急剧增长和变化 (Shutler 等人，2022)。发射和再入气溶胶排放量估计表明，到 2040 年，许多计划中的大型低地球轨道星座将需要将发射吨位从目前的 3,500 tyr -1 增加到 30,000 tyr -1 以上 (Shutler 等人，2022)。火箭燃烧排放量将与有效载荷同步增加。蒸发空间碎片和废火箭级的再入排放量将从目前的每年 1,000 吨增加到每年 30,000 吨以上 (Shulz 和 Glassmeier 2021)。到 2040 年，全球发射和再入大气层颗粒物（黑碳和金属氧化物）排放到平流层的总通量将与自然陨石背景通量相当。这些估计不包括不确定但可能很重要的发射要求，例如 MEO（中地球轨道）和 GEO（地球静止赤道轨道）等轨道上的新太空系统或积极的月球或火星探索计划。发射和再入大气层排放量的上升是在人们对航天排放的成分和化学成分存在广泛知识缺口的情况下发生的。人们对大型液化天然气火箭的排放和影响知之甚少。最近发现，重返大气层的太空碎片中的金属已经存在于构成天然平流层硫酸盐层的 10% 颗粒中，这强调了迫切需要了解未来重返大气层数量级的增加将如何影响大气（Murphy 等人，2023 年）。显然，总体上缺乏评估未来航天排放影响所需的科学和工程模型、工具和数据。知识差距：为了应对这些日益增长的担忧，2021 年，Surendra P. 博士美国宇航局艾姆斯研究中心的 Sharma 组织并领导了一个多机构工作组（航空航天公司的 Martin Ross 博士、NOAA/CSL（美国国家海洋和大气管理局/化学科学实验室）的 Karen Rosenlof 博士、科罗拉多大学 NOAA CSL 化学与气候过程组的 Chris Maloney 教授、哥伦比亚大学的 Kostas Tsigaridis 以及 GISS/NASA（戈达德空间研究中心/美国国家航空航天局）的 Gavin Schmidt 博士），在美国宇航局内部资金（地球科学部）的支持下，分析了预测发射和再入排放全球影响的模型的有效性和可信度，以及可用于验证这些模型的数据。该小组确定了对该现象的基本科学理解方面的关键差距，包括建模技术和