美国航宇局设想中的新一代载人飞船
　　


　　诺斯罗普·格鲁曼和波音公司设计的飞行器
　　


　　月球勘测轨道器
　　


　　飞船乘员舱将用降落伞降落到地面上
　　


　　大推力的运载火箭，负责将登月舱和飞离地球级发射到地球轨道上
　　


　　飞船乘员舱底部有很厚的气垫，能大大降低着陆冲击力，保证乘员舱使用10次以上
　　


　　降落在月面上的登月舱
　　
　　三天的时间够一个人旅行多远？也许你会说足够到达数千千米之外的陌生国度，也许你会说足够乘坐飞机环绕地球飞行三圈，但到了2018年，三天的时间将足够让航天员从地球飞到38万千米之外的月球上去。这并非科幻，这是美国航宇局正在实行的“重返月球”计划。
　　这个计划源于2004年1月美国总统布什宣布的美国探索太阳系的新视野。在这个宏大的设想中，航天员将先重返月球，然后登陆火星乃至更为遥远的目标。布什说这个计划是要“探索太空并把人类的存在扩展到太阳系的范围”。虽然美国在今年的“卡特里娜”飓风中遭受了重大经济损失，但美国航宇局局长格里芬表示，这样的灾难并不会影响到他们重返月球的进程。他说：“我们在解决短期问题的时候，不能是以牺牲对未来的长期投入为代价的。当我们遭遇了飓风，我们不会解散空军，我们不会解散海军，我们也不会解散美国航宇局。”
　　在布什宣布的计划中，美国将在2014年之前研制出登陆月球前所需的下一代飞行器，航天员将不晚于2020年重新踏上月球的表面；在美国航宇局内部，这两个时间分别是2012年和2018年。在未来的12年里，美国航宇局为此将花费1000亿美元。
　　
　　飞行器更新换代
　　
　　现在，航天飞机是往返于太空和地面之间的重要工具，在它们的帮助下，航天员得以到达国际空间站，各种物资的运送和空间站的建设得以进行，包括以前到太空中维修哈勃空间望远镜的航天员也是由航天飞机运送上去的。然而，航天飞机在安全性上令人担忧，挑战者号和哥伦比亚号航天飞机分别在起飞和返回过程中发生爆炸，给航天飞机的安全笼罩上了巨大的阴影。航天飞机在安全保障方面存在结构性缺失，比如没有航天员的逃生系统。总的来说，航天飞机发生事故的概率是1/220。
　　另一方面，由于自身设计的原因，航天飞机只可能到达较低的轨道，航天员是不可能乘坐航天飞机飞往月球的。对于飞往月球的飞行器，两个机翼可以说会成为累赘，因为在重新进入地球大气层之后，机翼的高温防护是很困难的问题。相比之下，一个外形不太酷的“返回舱”倒是更好的选择。从月球返回地球的飞行器，进入地球大气层的速度高于来自地球低轨道的飞行器，这种更高的速度所产生的高温是目前的航天飞机所无法承受的。
　　所以，要想实现重返月球，新一代的飞船是必须的。美国航宇局将下一代的新飞船称为“乘员探索飞行器”（Crew Exploration Vehicle），它将不再像航天飞机那样被禁锢在低轨道上——它不但可以为国际空间站运送航天员和物资，而且有能力飞到月球轨道，甚至有可能将航天员送往更为遥远的火星。
　　新飞船将有能力最多运送6名航天员，也可以运送3名航天员和一些货物。“我想它就像你的小汽车。它有车尾行李箱，也有汽车仪器板上放杂物的凹陷处……如果你有一些很重的东西，那你可以雇一辆小货车，这个系统提供了所有这些功能。”美国航宇局局长格里芬介绍说。简而言之，美国航宇局对新飞船的使用是随需应变的。需要运送人员的时候，就当作“客车”来用；需要运送货物的时候，就当作“货车”来用；有的时候则会既有人员也有货物。
　　
　　借鉴的产物
　　
　　1969年，美国的阿波罗11号飞船在人类历史上首次将航天员送到了月球表面。而新飞船在外形上与30多年前登月的阿波罗舱颇为相似。格里芬说，虽然有数名来自阿波罗时代的专家在做顾问，但在新飞船的设计上，他们并没有刻意去模仿阿波罗飞船的模样。新飞船被设计成与阿波罗舱相似的样子，是由物理决定的。30多年过去了，飞行过程中的物理原理没有发生改变，新飞船借鉴了阿波罗飞船和航天飞机的成功之处。
　　“自阿波罗时代以来，除了电子学的一些领域之外，我们所拥有的技术并没有显著的改变。”格里芬说。新飞船的先进之处因而在很大程度上体现在了航天电子技术和软件的巨大进展上。除此之外，与阿波罗时代的飞船相比，新飞船的变化还体现在使用了现代的材料和制造工艺、更大的舱内空间以及安全性的提升等方面。阿波罗舱的直径是3.9米，新飞船的直径将达到5.5米。
　　与航天飞机的安全性相比，新飞船的安全性有很大的提高，事故概率由1/220降低到了1/2000。虽说航天飞机并不是完全安全的飞行器，但新飞船在很大程度上也从它们那里取得了借鉴。新飞船主要借鉴的是航天飞机的固体火箭推进器和主发动机，这两方面的设备都是航天飞机最为安全可靠的部分。按照计划，航天飞机将会在2010年退出历史舞台。
　　
　　螺旋式前进
　　
　　在新飞船硬件的具体研制上，美国航宇局有着周详的分步计划。为了制造出最安全可靠的飞行器，负责研发的公司会首先制造出一些样机和原始机型，然后在技术、安全性方面不断改进，最后推出成熟的机型。新飞船的研制费用预计将达到55亿美元，除此之外，相应的发射器的研制将花费45亿美元，运载火箭的研制预计需要50亿到100亿美元。
　　目前波音等许多知名公司已经在设计新飞船的蓝图，它们将在2008年首次让各自的飞行器进行不载人的试运行，以供美国航宇局的人员根据它们的研发情况选择一家公司的方案来制造第一阶段的成品机。在2011年，会再进行一系列的无人飞行试验，之后首次的载人飞行预计可能会在2014年。接下来，在2020年，新飞船将会把4名航天员送到月球的表面。在2020年之后，还会有更多的月球探测任务，格里芬说，那个时候航天员对月球的探测任务每年将至少有两次。
　　在首次登陆月球表面的任务中，航天员将在月球上停留7天。而按照目前的计划，美国航宇局将有能力让航天员在月球上工作半年之后再把他们送回地球。因而，在飞行器的设计上，它们将能够在月球轨道上运行6个月。当然，决定是否真的这么做之前，美国航宇局将进行多次作短暂停留的飞行任务，而且在月球上停留半年还会涉及到月球基地的建设问题。目前美国航宇局的思路是，他们将制造有这种能力的飞行器，但这种能力并不是必须的。
　　在公司的选择上，美国航宇局有一个特点是很注重非传统的公司。“他们确实想的不一样。”美国航宇局的一名官员称，这些公司的想法现在已经影响到了航宇局的思路。
　　美国诺斯罗普·格鲁曼和波音公司的研发小组已经公布了他们的设想。与阿波罗时代的登陆舱相比，他们设计的登陆舱的空间更大但质量增加得不多； 新飞船最多能够搭乘6名航天员，阿波罗飞船最多只能搭乘3名；新飞船能够携带更多的燃料，这使它能够自行调整到合适的轨道上去，而不必像阿波罗飞船那样要等待月球和地球运行到合适的相对位置；新飞船能够在月球轨道上运行6个月的时间；新飞船将拥有双重备用系统，而阿波罗飞船只有一个备用系统，这将大大提高飞行器的安全性。
　　实际上，在新飞船使用之前，美国航宇局会先发射一架“月球勘测轨道器”（Lunar Reconnaissance Orbiter）。这架预计在2008年发射的探测器将在一年的时间里详细侦查月球的地貌、辐射情况以及可供未来航天员使用的资源。格里芬还说，他们很快还会再选派一架月球的登陆探测器。这些探测器都将在航天员登陆前先行探路。
　　
　　为何重返月球
　　
　　自阿波罗时代以来，自动化的探测技术已经在过去数十年里给人们提出了关于月球的许多有趣的新问题。比如在月球的两极，一些长年不见阳光的陨坑中可能存在水冰，这些水冰的性质是怎样的？人类的登陆探索将会揭开月球的更多秘密，让人们更加了解这个地球芳邻。对于月球的探索也会促进基础科学的发展，比如天体生物学和地质学。
　　而科学探测仅仅是重返月球的许多目的中的一个。对于太空探索来说，月球就好像是一个实验室，在载人探测的过程中，许多新技术可以在特殊的环境下获得测试，这些新技术将会帮助人们去探索更加遥远的世界。美国航宇局拥有一个雄心勃勃的庞大计划，它计划在航天员重返月球之后，还要将航天员送到火星上去。登陆火星无疑是一个更大的挑战，由于轨道的原因，航天员登陆火星后至少需要在上面停留500天。根据美国机器人和人类登陆火星路线图，航天员登陆火星可能会在30年之后。
　　有一种说法是“存在于单一星球的文明是不会长期存在的”，从人类长远的发展来看，向其他星球扩张是必然的趋势。重返月球将让人类学习到如何长时间的生活在另一个星球，成功地探索将为人类建立起在其他世界长期生活的信心。
　　月球还是一个尚待开发的旅游胜地。现在人类已经可以到国际空间站上去旅游，也可以做亚轨道飞行。虽然价格不菲，但已经有数名富翁成行。相比之下，到月球去旅行将会是一个更为吸引人的旅游项目。据估计，假如全世界有1%的具有支付能力的富翁想要去月球旅行，那么这个市场将会是1680亿美元，假如每年送500名旅游者到月球上去，则需要16年的时间才能完全满足这8000人的需求。在这巨大但遥远的市场出现之前，必须把航天员的探索和月球前哨的建立作为一个开端。