2024年月球将会更热闹，要想登月航天员要过多少难关？
2024年，月球将成为人类探索的新前沿。
中国、美国和俄罗斯，还有日本、欧洲、印度等国家和地区都在积极推进自己的月球计划，有的已经实现了月球背面和月球极地的探测，有的正在筹备载人登月和建立月球基地。
01 中国登月计划 随着中国航天事业的进步，我国近年来太空探索活动逐渐增多。
2022年
【菜科解读】
月球上的资源和科学价值，吸引着人类不断地探索和挑战。
2024年，月球将成为人类探索的新前沿。
中国、美国和俄罗斯，还有日本、欧洲、印度等国家和地区都在积极推进自己的月球计划，有的已经实现了月球背面和月球极地的探测，有的正在筹备载人登月和建立月球基地。
01
中国登月计划
随着中国航天事业的进步，我国近年来太空探索活动逐渐增多。
2022年底，中国载人航天工程新闻发言人季启明透露，中国已完成载人月球探测关键技术攻关和方案深化论证，突破了新一代载人飞船、新一代载人运载火箭、月面着陆器、登月服等关键技术，形成了具有中国特色的载人登月任务实施方案。
预计2027年前后完成首飞，有望于2030年前后支撑中国实现载人登月。
02
美国登月计划
美国航空航天局NASA宣布阿尔忒弥斯二号最早可能于2024年11月发射，将搭载三男一女共4名宇航员乘坐猎户座飞船进行为期10天的绕月飞行。
这是自1972年阿波罗17号以来首次飞离近地轨道前往月球的飞行任务。
这一次，NASA为时隔52年重返月球设定了两个任务目标：新型载人登月，以及在月球建立一个长期科研基地。
2024年，月球将成为舞台的中心，对于航天员来讲，重返月球要过多少难关？
重返月球更注重人
1969年阿姆斯特朗的一小步，迈出了人类探索外星球的一大步，之后阿波罗计划分批将12名航天员送上月球。
而阿尔忒弥斯计划的目标不仅是到月球一游，其野心和复杂程度都远远超过前辈。
该计划将在月球轨道上建立名为门户的空间站，近可作为重返月球任务的大本营，不时派遣航天员登陆月球，开发月球资源，远可充当载人登火的前哨基地，在恰当时机派遣先行者登陆火星，尝试建设新家园。
相比之下，历经10余年坎坷后成功组合首飞的SLS重型火箭和猎户座飞船在整个计划中仅是开胃小菜，门户的建设才是第一道主菜。
而在更复杂的系统中，必须更多地考虑航天员的需求和限制。
西方规划的绕月空间站效果图
绕月空间站将由美、欧、日等多方联合打造，主体由动力与推进系统、居住与后勤系统、国际居住舱等核心舱段以及加油舱、气闸舱等功能舱段组成，预计能同时对接猎户座飞船、星舰和货运补给飞船。
该空间站建成后，将成为阿尔忒弥斯计划实施行动的主要基地，猎户座飞船、日本白鹤飞船等负责从地球往空间站补充人员和货物，星舰则负责从空间站往月球（远期可能还包括火星）送人送货。
这相当于在地月空间建立了半永久性驿站，有望开展为期数月的复杂月面任务。
由此，门户能否支持多名航天员长期驻留，一向是外界关注的焦点。
不久前，一些参与过设计工作的航天工程师表示，门户的航天员居住区过于狭小，导致航天员很难站立活动，且舱内大部分空间很可能充斥着设备噪声和振动，进而严重影响航天员的身心健康。
为消除质疑，项目团队决定建造真实尺寸的居住舱模型，测试是否存在威胁航天员的隐患，以便在2024年按计划发射门户首个舱段。
在绕月空间站完工之前，航天员同样任务繁重。
按规划，阿尔忒弥斯计划的第三次任务是载人登月行动。
届时，航天员将乘坐猎户座飞船，由SLS重型火箭送往绕月轨道，与提前发射的星舰改装的登月舱在轨对接。
然后，航天员进入登月舱，前往月球南极降落。
这次航天员的月面之旅预计将比阿波罗计划更充实，可能会少些探险的刺激和乐趣，却要开展更多的细致琐碎的科研活动，重点是寻找可能存在的水资源，调查地质状况，为后续建立月球基地打下基础。
全新挑战无处不在
#p#分页标题#e#如今，已有越来越多的普通太空游客造访国际空间站，那么纳入空间站项目的新时代载人登月计划会不会放宽航天员的身体选拔标准呢？答案可能恰恰相反。
从阿尔忒弥斯计划不难看出，新时代的载人登月计划充分吸取了空间站长期运营过程中的经验教训。
人类至今没有在外星球上长期驻扎过，太空生活体验普遍是在近地轨道的密封设施内，而那里与月球表面环境显著不同。
所以航天员在月表长期驻留必将面临很多新问题，包括不同重力环境下生理适应性、辐射危害与防护、心理健康维护、太空医学盲区等。
我国载人探月工程的月面着陆器、新一代载人飞船模型已公开亮相（宿东 摄）
在空间站上近似零重力条件，而在月球表面的重力约为地球的1/6。
航天员如果在绕月空间站上居住且不时前往月球表面工作，身体需要在与地面差异很大的不同重力环境中不断调整适应。
这种不定期变化的重力环境很可能对航天员的心血管系统、免疫系统、神经系统、骨骼肌肉等造成目前难以预估的危害。
更麻烦的是，航天员在月球圈长期工作生活，基本失去了地磁场的保护，更容易受到宇宙辐射威胁，身体不适很可能是常见的状况，某些严重的辐射症状更加令人担忧。
事实上，新时代的载人登月任务更加复杂，有可能是人类首次真正意义上的在近地空间以外长期活动，必须重点解决宇宙辐射防护问题。
这还会给未来的载人探火任务提供更多指导性经验。
此外，登月航天员远离地球环境，活动受限，人际关系单一，还要时刻防备着宇宙辐射、设备故障、伤病等风险，预计将承受较大的心理压力。
比如，月球昼夜环境与地球相差极大，昼夜交替漫长，昼夜温差可达300摄氏度，遍布荒漠和死寂，必然影响航天员的生物钟和身心状态，引发行为和认知能力下降。
由于从月球飞回地球至少需要两天半时间，航天员一旦身体出现异常，迫切需要急救，不可能像近地轨道空间站上那样尽快送人回地面或迎来地面紧急支援，这就对太空生命保障系统提出了更高的要求。
总之，航天员在月球圈长期执行任务，对于身心素质和太空医疗系统都将是更大的挑战，选拔工作只会更加严格。
再考虑到航天员的月面科研任务更上一层楼，在专业领域同样不能放松标准。
素质更高帮手多
环境更加不友好，任务更加繁重，无不要求登月航天员具备更完善的综合素质。
美国宇航局给阿尔忒弥斯计划航天员设定的选拔条件为：拥有至少1000小时的喷气式飞机驾驶经验或至少3年的STEM（科学、技术、工程、数学）相关领域工作经验。
值得一提的是，这是美国宇航局有史以来第一次要求航天员申请人拥有STEM领域硕士学位。
之所以要设置如此高的门槛，是因为美国宇航局认为，相比近地轨道飞行任务，登月和长期月球圈居留对航天员的身心素质、创造潜力等要求更高，航天员还必须更加重视团队合作，发挥整体效能。
此外，这次月球科考和实验任务跟阿波罗计划不可同日而语，从而对航天员的专业背景和科学素养提出了特殊要求。
美国航天员在水下模拟失重环境训练
从2022年起，入选阿尔忒弥斯计划的首批航天员陆续接受为期两年的训练，具体项目包括操作和维护空间站、太空行走、驾驶超声速教练机飞行、学习复杂的机器人操作技能等。
基础训练完成后，他们必须通过针对登月任务的专题强化训练。
#p#分页标题#e#比如，他们要提升对于登月和月球环境的耐力、适应能力，学会操作登月航天器，熟悉飞行程序与任务，更不用说考核通过任务核心部分——登月与月面活动训练、月球居留训练、月球科学考察及实验操作训练等。
视情况，训练涉及个人和小组合作，甚至是跨系统、全系统参加的大型联合演练。
不过，得益于虚拟现实技术和数字技术的大发展，未来高素质航天员登月前也会有更多帮手。
比如，昂贵、繁琐的实物实景训练项目将逐渐被淘汰，航天员在全景模拟器上可以完成登月舱飞行训练、空间站和月表居留训练，涉及各种科学考察和实验器材的仿真操作考核更是不在话下。
放眼未来，随着大数据应用和信息技术的进步，航天员选拔与训练将获取更丰富、更多元化的数据支撑。
人工智能有可能会参与任务规划、人员优化组合，确保选出特定飞行和科研任务的航天员团队最优解。
一种降低在月球上丢失太阳能漫游车风险的新方法
大多数用于太阳能供电的长距离导线规划算法没有主动考虑可能的导航延迟。
在这里，虚白色路径显示了一个计划，该计划将PSR内的漫游车尽快引向阳光，但它对可能的延迟没有弹性，这种延迟将导致漫游车落后于计划，并错过关键的太阳能充电事件。
另一方面，主动考虑延迟 蓝线的规划策略将使漫游车走上潜在的更长但更安全的轨迹。
鸣谢:uux.cn/背景图像和蝰蛇漫游者渲染:美国宇航局和亚利桑那州立大学。
据美国物理学家组织网（英格丽德·法德利）：美国宇航局和世界各地的其他太空机构定期向太空发送机器人和自动飞行器，以探索太阳系中的行星和其他天体。
这些任务可以大大提高我们对太阳系其他地方的环境和资源的了解。
多伦多大学航空航天研究所和美国宇航局喷气推进实验室 JPL的研究人员最近进行了一项研究，探索可以提高使用太阳能漫游车进行月球探索的有效性和成功率的回收策略。
他们的论文预先发表在arXiv上，介绍了一种新的方法，可以帮助太阳能漫游车安全地离开月球上永久的阴影区域。
领导这项研究的研究员Opvier Lamarre告诉Phys.org:近年来，几个国家已经表示对探索月球南极感兴趣，包括美国、中国、印度、俄国和其他国家。
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他们中的大多数人计划使用太阳能漫游车来探索经常处于阴影中的区域 称为永久阴影区，或PSRs，我们怀疑这些区域可能包含大量的水冰。
可以想象，用太阳能漫游车进入PSR是一项冒险的尝试！如果漫游车因故障而延迟，它可能无法在能量耗尽前回到阳光中。
太阳能漫游车在能效方面有许多优势，但它们受到依赖太阳光运行的限制。
由于月球上的一些区域永久处于阴影中，漫游者对阳光的依赖可能会阻止他们安全地探索然后离开这些区域，导致他们在执行任务时耗尽能量。
拉马尔和他的同事最近工作的一个关键目标是量化失去太阳能漫游车的概率，因为他们正在探索月球上的这些阴影区域。
此外，该小组希望设计一种方法，帮助最大限度地提高太阳能漫游车安全完成任务的概率。
首先，我们需要定义太阳能漫游车在月球南极‘安全’意味着什么，拉马尔解释道。
为了做到这一点，我们关注漫游车在什么地方、什么时间离开PSR，以及它的电池还剩多少能量。
这表明了漫游车在下一段任务之前是否可以在原地冬眠 因此，在那之前保持安全。
然后，我们计算一种在线遍历规划方法，漫游车可以从任何起始状态 包括PSRs内部开始遵循该方法，以最大化其生存概率。
拉马尔及其同事概述的规划方法被称为恢复政策，因为它本质上是一种后备策略，允许漫游车最大限度地增加到达安全的机会 即阳光将到达的区域，为其电池充电。
在他们的论文中，研究人员表明，在这种情况下计算这种复苏政策可能具有挑战性，因为它需要几个近似值，如果非常不正确，可能会影响整体预测的可靠性。
例如，时间是我们状态空间的连续维度，需要离散化，拉马尔说。
我们需要确保这种近似/离散化不会危险地扭曲对故障概率的预测。
在月球南极，太阳光照是高度动态的；附近的山脉和环形山可能会在地表投下巨大的阴影。
如果与 近似政策假设相比，漫游者稍微落后于计划，它可能会错过关键的太阳能充电期。
如果比政策设想的提前一点，也是如此。
由于这些时间近似值极大地影响了太阳能漫游车回收政策的可靠性，拉马尔和他的同事们保持了高度保守。
这最终将失败的风险降至最低，同时增加了该策略在现实任务中保持安全的可能性。
我们认为这种方法在许多方面都是有用的，拉马尔说。
首先，它代表着向远程自主移动规划算法迈出了一步，该算法主动考虑 或‘推理’太阳能漫游车的风险。
此外，我们的技术可以成为人类操作员在月球南极制定新的月球车任务的有用工具 它可以用于着陆点选择、全球遍历规划和风险预测等，甚至可以通过地面回路操作支持正在进行的任务。
在未来，这个研究小组引入的回收政策可以应用于月球上的真实世界探索任务，以降低在阴影区域丢失太阳能漫游车的风险。
由于最近的研究是与美国宇航局的JPL合作进行的，这种方法很快就可以在各种现实的月球场景中进行测试。
到目前为止，我们使用Cabeus环形山的轨道数据测试了我们的方法，但我们希望使用美国宇航局定制的太阳照明地图，并将我们的技术应用于月球南极的许多其他区域，这些区域有一天将被机器人或载人任务访问，如Shackleton，Faustini，Nobile，Haworth和Shoemaker环形山，Lamarre补充道。
此外，我们目前正在研究新一代风险预测远程导航算法，用于利用太阳能漫游车探索月球南极。
月球，太阳系中第五大行星地球卫星
例如在我们民间最有名是嫦娥奔月，这个神话故事一直流芳百世。
许多科学家一直在探索其中奥秘，，最终在1969年时候宇航员终于登上了月亮，开启了对外空世界新的探索篇章。
月球简介图片中就是我们地球的卫星，这是太阳系中第五大行星。
月球直径是地球的四分之一，质量是地球的八十一分之一，距离地球有38万千米，其质量在太阳系中最大，对于月球形成，一些科学家推测可能是在45亿年前。
在月球表面有阴暗和明亮区域，亮区是高地，称为月陆;暗区是平原，称为月海。
月球的表面被巨大的玄武岩层所覆盖，除了玄武岩构造，月球的阴暗区，还存在其他火山特征。
大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原，年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。
月食现象是指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。
月食现象可分为月偏食、月全食两种，当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。
人类登月在1969年7月时候，美国阿波罗载着三位宇航员成功登上了月球，这是人类历史上首次出现。
直到今天，月球上一共插上了6面美国国旗。
据有关报道，在美国登陆月球之后看到了外星人的采矿器和一些外星飞船。
在2013年中国嫦娥三号机器人首次登陆了月球，圆了国人多年的探月梦。
接下来重点就是嫦娥四号选择是难度极大的月球背面登陆，希望中国嫦娥四号能成功发射，能成功着陆月球背面，成功向地球人类送回珍贵的月球数据。
