深空运输飞行器

深空运输飞行器（DST），又称火星转运飞行器，是NASA为载人星际探索开发的航天器概念。它被设想为一种可重复使用的飞行器，能够支持长达约1000天的任务，主要目标为火星。与传统的单一用途运载火箭或载人舱不同，DST将结合猎户座载人飞船与一个独立的推进居住模块，该模块包含生命支持系统、生活区、研究设施和推进系统。该概念与NASA围绕月球门户的月地空间停靠与服务架构相关。 拟议的航天器将在月球附近组装和维护，而不是从地球整体发射。其猎户座舱将提供乘员运输和返回地球的能力，而居住模块将在地球与火星之间的长途运输中支持乘员。居住舱被设想为同时使用太阳能电推进和化学推进。太阳能电推进将提供高效的长期加速和轨道调整，而化学推进将用于行星轨道插入和离开等主要机动。根据NASA概念材料，包括猎户座在内的组装航天器质量估计约为100公吨。 居住舱设计预计将借鉴与太空发射系统燃料箱相关的制造方法、模具和结构概念。概念描述确定居住舱直径约8.4米，长11.7米。设想乘员为四人。潜在内部能力包括物理科学研究实验室、电子显微镜、化学分析、冷冻柜、医学研究、小动物设施、植物生长系统和增材制造。外部有效载荷可能包括相机、望远镜、科学探测器、机械臂。这些特征反映了比运输更广泛的目标：DST旨在作为移动深空实验室和操作平台。 任务研究首先聚焦于火星，包括飞越和轨道任务，而非立即载人着陆。其他拟议目的地包括金星飞越或轨道任务，以及涉及大型小行星的样本返回操作。火星轨道上的DST可能使宇航员能够以近实时方式操作或监督表面资产，并可能支持人类辅助的样本返回活动。飞行器本身并非设计用于将宇航员降落在火星上；人类表面探险需要额外的着陆器、上升飞行器、表面系统和后勤。 轨迹概念涉及从月球门户附近出发，进行月球飞越以增加速度，通过太阳能电推进加速进入日心轨迹，并使用化学推进进行火星轨道插入。在观测或表面操作支持一段时间后，飞行器将使用化学推进离开火星轨道，并利用太阳能电推进和月球引力辅助返回地球影响范围。然后猎户座舱将支持乘员返回地球。 NASA概念规划设想在太空发射系统货运飞行中将DST发射到门户，随后进行载人居住舱操作和长时间的月地空间试航任务，然后进行最终的火星探险。然而，这些日期是有条件的规划假设，而非批准的计划时间表。截至2019年底，DST仍是一个研究中的概念，尚未通过NASA年度联邦预算流程正式提出。2019年，由NASA委托的科学与技术政策研究所评估得出结论，根据当时和名义上的计划，2033年载人火星轨道任务并非现实可行。

深空运输作为NASA扩展人类探索从月地空间到火星及其他深空目的地的概念出现。它也被称为火星转运飞行器。该概念解决了人类火星探索的核心问题：载人任务需要能够支持人员数月运输、在另一颗行星附近进行操作并安全返回地球的航天器。因此，DST被设想为可重复使用的长期飞行器，而非简单的发射和返回舱。 拟议架构结合了两个主要元素。第一个是NASA的猎户座载人舱，它将运送宇航员并提供系统的地球返回能力。第二个是大型动力居住模块。该模块将提供生活空间、生命支持设备、科学设施、存储和星际旅行推进。该飞行器旨在容纳四名乘员，并支持可能持续约1000天的任务。 DST概念与月球门户密切相关。该航天器不会从地球完全组装发射，而是将被运送到月地空间门户并在那里运行，在那里可以组装、检查、加油或维修，并可能为后续任务重复使用。门户和DST都预计使用国际对接系统标准。这种方法反映了NASA更广泛的探索架构，其中月球周围的基础设施将作为深入太阳系任务的停靠点。 居住模块被描述为使用与太空发射系统燃料箱技术相关的结构和制造方法。概念尺寸要求模块直径约8.4米，长11.7米。其推进系统将结合太阳能电推进和化学推进。电推进将在长时间内提供高效推力，而化学推进将保留用于高能机动，包括行星轨道插入和离开。包括猎户座在内的完整航天器估计约为100公吨。 拟议的内部可能包括配备物理科学实验、显微镜、化学分析、医学研究、生物研究、植物生长、小动物研究、冷藏和三维打印的实验室。外部有效载荷可能包括光学仪器、望远镜、探测器、相机和机械臂。这些能力将使DST既作为运输工具又作为研究平台。 火星是主要探索目的地。早期任务预计涉及火星飞越或轨道而非直接着陆。驻留在火星轨道的DST可以支持表面设备的远程操作，通信延迟比地球控制器低得多，并可能协助人类辅助的样本返回活动。其他建议的任务包括金星飞越或轨道任务以及从大型小行星返回样本。火星着陆需要额外的航天器和表面基础设施，因为DST本身并非设计用于将宇航员送到火星表面。 飞行剖面设想月球飞越以增加速度，然后通过太阳能电推进加速进入日心轨迹。化学推进可用于火星轨道插入。在科学和探索操作一段时间后，航天器将通过化学机动离开火星轨道，并利用太阳能电推进和月球引力辅助的组合返回地球。猎户座最终将携带乘员返回地球。 规划材料建议在2020年代末向门户进行可能的货运发射，在月地空间进行载人居住舱测试，并在2030年代火星任务前进行长期试航。这些日期是有条件的，取决于资金、技术开发、门户可用性、发射系统准备情况以及生命支持和推进系统的成功测试。2019年，科学与技术政策研究所评估了NASA委托的涉及DST的火星任务场景。其发现表明，2033年火星轨道任务与NASA当前和拟议计划并非现实兼容，而稍后的发射机会仍将涉及大量进度、成本、技术和预算风险。 截至2019年底，NASA尚未正式将DST作为年度预算资助项目提出。因此，其状态是研究中的探索架构，而非批准的飞行计划。该概念最好归类为NASA航天器提案和技术规划框架，而非独立商业化的消费品牌。

• 2019

  科学与技术政策研究所发布火星任务评估

  [1]Deep Space Transporten.wikipedia.org

  评估发现，根据NASA当时和名义上的计划，2033年人类火星轨道任务在时间上并非现实可行，并确定稍后的时间更有可能，但仍面临重大风险。

• 2019

  DST仍是概念而非NASA批准的预算计划

  [1]Deep Space Transporten.wikipedia.org

  截至2019年底，NASA尚未通过美国联邦政府年度预算周期正式提出深空运输。

• 2017

  NASA委托评估使用DST架构的人类火星任务

  [1]Deep Space Transporten.wikipedia.org

  NASA委托科学与技术政策研究所评估围绕深空运输架构规划的人类火星任务的技术和财务要求。

NASA的深空运输与居住概念，定位为超越地月系统的长期载人任务（尤其是火星轨道探索）的中间架构。

• 载人星际航天器

  深空运输飞行器

  DST是一种拟议的可重复使用航天器，用于月球轨道以外的长期载人任务。其架构结合了猎户座舱和动力居住模块，可容纳四名乘员。它主要为火星飞越或轨道任务设计，同时也允许研究金星任务和小行星样本返回操作。该飞行器将使用太阳能电推进进行高效的深空巡航，并使用化学推进进行主要轨道机动。

• 太空居住与推进模块

  DST居住模块

  拟议的居住舱将提供乘员的生活区、生命支持系统、研究设施、存储和主要星际推进。NASA概念材料将其建造与源自太空发射系统燃料箱开发的模具和结构相关联。潜在能力包括物理科学实验室、医学和生物研究设备、植物生长系统、冷冻柜、小动物设施、外部仪器和机械臂。

• 载人舱集成

  猎户座集成

  猎户座将构成DST的载人指挥和地球返回元素。它将与居住模块对接，并支持乘员往返深空飞行器的运输。集成航天器旨在从月地空间停靠位置（如拟议的月球门户）运行，而非作为独立的地球发射火星飞行器。

• 2019

  将DST保留为研究中的探索架构战略

  背景

  DST正在被考虑作为月地空间到火星探索战略的一部分，但NASA尚未将其正式纳入年度联邦预算提案。

  采取的行动

  NASA继续将该飞行器视为概念和规划主题，而非批准的运营计划。

  后续影响

  该架构仍然依赖于未来的技术开发、资金、门户可用性以及长期生命支持和推进系统的验证。

  来源

• 2019

  重新评估人类火星轨道任务的时间表战略

  背景

  一项由NASA委托的技术和财务研究审查了使用DST的火星轨道任务能否在2033年发射。

  采取的行动

  该研究评估了所需的发射系统、门户、猎户座、DST、后勤、生命支持和推进开发与拟议时间表的匹配情况。

  后续影响

  研究得出结论，根据所审查的计划，2033年任务并非现实可行，稍后的机会仍将带来重大的技术、进度和预算风险。

  Estimated cumulative cost of mission elements through fiscal year 2037. 120.6 billion U.S. dollars (Through fiscal year 2037)

  来源

1. 1Deep Space Transporten.wikipedia.org