經過幾個月的斟酌,美國太空總署(NASA)和歐洲太空總署(ESA)終於共同確定了月龍門戶空間站(lunar Gateway)的運行軌道。這個軌道是該項目最重要的設計環節,因為它影響到任務的多個方面,包括與太空船的對接以及太空船在上面的停靠等。

位於拉格朗日點的偏心軌道

就像地球軌道的國際空間站(ISS)一樣,這個月龍門戶空間站也是一個永久性基地,它將圍繞月球運行,作為未來執行太空任務的太空人和機械人可以使用的基地,同時也是儲存物資、傳遞通信的中轉站,以及作為科研實驗室。

這是一個偏心的橢圓型軌道,最靠近月球的地方距離月球只有3,000公里,最遠處達7萬公里。軌道隨月球一起旋轉,從地球上看,這樣的軌道猶如月球的一個光環。

這條軌道利用了拉格朗日點,即門戶空間站將處於地球和月球強大引力場之間的一個平衡點,雖然運行幾年後也會有些偏離,但是只需很少的能量、定期調整就可以使其維持在這條軌道上。

門戶站繞行此軌道一周為7天,這樣的周期設計能夠有效限制門戶站遭遇日食的情形。每次遇到日食,門戶站將處於地球或月球的陰影中。

組裝物資的太空中轉站

歐洲太空總署營運中心(ESOC)的Florian Renk解釋說,從地球向月球搬運物資很重要的一個考慮因素是如何節省能源。

「載人太空任務中,我們不是駕駛一個整體的太空船,而是分部件地送出,然後在太空中和月球表面組裝。有的部件就留在外面,有的部件我們帶回來,(太空船的)結構是不斷變化的。」

擺脫地球的引力需要耗費很多能量,而到了月球又需要差不多相同的能量「剎車」以停靠在月球。因此可以把太空船不需要的部件留在太空中,只帶上需要部件降落到月球,可以節省能源。

而月龍門戶空間站就是這樣一個中轉平台,太空船可以把部件留在那裏,也能從那裏獲取所需的新部件並完成組裝。

太空船可以較輕鬆地停靠在門戶空間站,然後在其最靠近月球的時候,用月球登陸艙把需要登月的太空人、機械人、和各種設施送去月球表面。這樣的機會每7天一次。

同樣,在從月球返回的時候,也需等待每7天一次門戶空間站最靠近月球的時候返回。

ESOC表示,不僅是月球任務,人類探索更遠的太空任務比如火星之旅也可以用到這個中轉站。

預計本世紀20年代這個月龍門戶空間站可以開始組裝並投入運作。◇