２４小时到达月球

钟建业

典型的月球旅行方案随着月球氧生产的进行和以可重复使用的液氧增强型热核火箭为基础的月球运输系统投入使用，最初的月球前哨基地将成为代表政府和个人风险事业的科学家和工程师们的永久性定居点。液氧增强型热核火箭方案可使快速且经常往返于地球和月球之间的航天飞机变为现实，这种飞机往返一次的时间约为24小时——大约相当于现在从华盛顿特区到澳大利亚悉尼的时间。在阿波罗计划中，三天半到月球的旅行需要速度约为4.1千米／秒的“德尔它Ⅴ”火箭。而24小时内往返的旅行将要求“德尔它Ⅴ”火箭的速度大约为6.9千米／秒。

基于经常往返于地球和月球之间的航天飞机是“完全液氢”的热核火箭的改进型，它能在一天内将15吨搭载物运抵月球。除了它的液氧增强型热核火箭发动机，其他部件的主要修改是在液氢“核心”段之前的小型推进剂储箱中用液氧代替液氢。在我们标准的经常往返于地球和月球之间的飞行中，我们假设这种航天飞机将地球供给的液氢(约43吨)、液氧(约105吨)以及月球氧(约92吨)分别用于去月球和返回地球的旅程中。航天飞机的双液氧增强型热核火箭发动机工作约47分钟，离开时氢氧混合比和归航时氢氧混合比是不同的，这些条件几乎提供了航天飞机的最佳性能并允许有足够大的飞行器组件，允许每天安排两三次航天飞机往返飞行。乘客舱直径大约4.6米，长8米，能用当前的航天飞机或下一代可重复使用的运载火箭运抵轨道。

这里所谈到的功能是与近期的高技术相结合的产物。液氧增强型热核火箭推进与月球氧在一起具有约为1500秒～12 000秒的“有效比冲”，这相当于对先进热核火箭系统的期待值。应用化学推进剂，一个可重复使用的先进技术系统的效率(推进剂质量系数为0.88，比冲约为480)比用液氧增强型热核火箭执行同样的航天飞行任务高出两三倍。

典型的经常往返于地球和月球之间的旅行如何开始呢?乘客可能首先搭乘一架未来的穿过大气层的航天飞机或者是飞往国际空间站的乘客型可重复使用运载火箭。在那里他们将进入包括自身生命保障系统、仪表设备、控制系统以及辅助推进系统的乘客运输舱。乘客运输舱为液氧增强型热核火箭推动的航天飞机提供“大脑”，而且乘客运输舱是去月球途中的18名乘客和2名乘务员的家。从国际空间站分离后，乘客运输舱与在安全距离外等候的加足燃料的液氧增强型热核火箭航天飞机对接。在适当时刻，火箭发动机点火升空，航天飞机迅速爬升脱离地球。

经过24小时的飞行之后，液氧增强型热核火箭航天飞机到达近月轨道，在那里乘客运输舱与其分离并和等在那里的月球着陆火箭对接。近月轨道上的商业推进剂补给站为轨道上的飞行器提供方便的补给。它用月球氧支持航天飞机返回地球，需要地球供给液氢的月球着陆火箭送乘客运输舱到月球表面。在那里，乘客运输舱将成为月面运载工具，而电子控制系统操纵它进行月面机动。其后，乘客运输舱将与月球基地的密封舱会合，乘客到达目的地。

除了去月球本身令人十分兴奋以外，人们还期望液氧增强型热核火箭能有力地把空间运输发展到地球以外任何可得到液氧和液氢的地方，如火星系统，主要区域的小行星和伽利略卫星欧罗巴、加尼米德和卡里斯托。在不久的将来，液氧增强型热核火箭和月球氧方案将能向公众提供革命性的空间运输，就像预言家描述的那样，不出意外只需一天多一点，人类梦想了2000年的不可思议的旅行将变为飞往月球的例行程序。