建立月球前哨站_航天技术
预计 21 世纪，人类将要频繁地进行登月飞行，这就需要配备大推力的运载火箭，以及强大的航天飞机机队阵容，定期地向月球前哨站运送所需的器材、设备、生活补给品、飞行用的燃料，以及接送航天员往返于地球—月球之间。为了降低运输成本，需要寻找一些花费能源少、速度快的登月途径。
20  多年前，阿波罗登月采用了将服务舱留在月球轨道上，航天员只乘坐登月指令舱降落在月面上的做法。航天员完成任务返回时，再乘坐该指令舱上升，与服务舱对接、返航。采用这种轨道停留方案的特点是，能使运到月面上的载荷达到最大值，而且在轨道上可以选择有利的时机降落在月面上。
随着时间的推移，如今航天家族中又增添了空间站、航天飞机、大型运载火箭等这些新的生力军，科学家们在研究制定新的载人登月计划时，必然更上一层楼，提出了几种低成本的登月新方案。第一种方案，采用直接升降的途径，即用运载火箭从地面发射，将登月飞船直接降到月球上，完成任务之后，航天员再乘坐装在登月飞船里的返回航天器，直接返回地球。直接升降方案，可不受地理位置约束，随时可离升月面返回地球。设想的登月飞船的质量为 96 吨左右，不过需研制一种重型运载火箭，它的运载能力应是现有土星 5 号运载火箭的 5 倍。第二种方案，采用航天飞机和运载火箭联合运输的方案。先由航天飞机携带登月舱，进入低地球轨道，随后用运载火箭把上面级送入同一轨道，在此轨道上登月舱与上面级交会、对接后，再把它送至月球。第三种方案，由航天飞机或者载人飞船将物资和人员先送至空间站，然后利用空间站上的月运输飞行器推进舱送至绕月运行的轨道上，航天员与设备再随月运输飞行器分离出的登月舱登上月球。返回时，由返回轨道运输飞行器送回空间站。第四种方案是，建立在月—地太空运输线的基础上。先用航天飞机把登月飞船的一部分部件运往近地轨道，在那里通过太空作业把它组装成型，然后把航天员或有效载荷送到飞船上。再采用空间拖船把它拖往月球。空间拖船犹如太空机车，专门承担近地轨道、月球轨道之间的任务。在月球轨道上，还需设置一种专用的“月球着陆器”，它的任务是把进入月球轨道的飞船安全地送往月球表面进行软着陆。这样由航天飞机、空间拖船和月球着陆器三者共同组成一条月—地太空运输线，它们各自在自己的轨道上往返飞行。从而使飞行成本大幅度降低。倘若我们设想把上述的四种方案，组成一完整的天地往返运输系统，月—地之间的交往将大为方便。
重返月球计划与阿波罗计划首次载人登月任务大不相同。阿波罗载人登月计划，主要是局部考察、安装仪器和采集标本。而重返月球计划是把建立月球前哨站作为新的起点。初步决定分两步实施，第一步建立简易的前哨站，进行短期的载人活动；第二步，进一步扩展，建成前哨基地。
前哨站的建设，运输任务由航天飞机和运载火箭联合承担。头两次的登月任务均不载人。第一次飞行任务是由一个四脚“月球游览飞行器”，将重约 9.7 吨的科学仪器与支援设备送上月球表面。这些设备包 括一个密封舱及与乘员居住设施有关的设备，一个月球物理站，一台光学望远镜，遥控漫游车及太阳电池阵。第二次飞行任务是由“月球游览飞行器”将 9.7 吨重的乘员居住设施及支持系统送上月球，其中包括燃料电池的电源系统和环境控制设备。第三次飞行任务开始为载人登月飞行。将能容纳 2 名乘员的舱体和月球游览飞行器，并排放在航天飞机有效载荷舱内，随航天飞机进入低地球轨道，然后航天员把乘员舱组装到月球游览飞行器的上部，组成登月飞行器，并对各系统实施检查。随后，利用大力神或者阿里安火箭把半人马座上面级也发射到与航天飞机相同的轨道上，并进行自检。经检查确认一切正常后，两名登月航天员方可离开航天飞机座舱，进入乘员舱。这时载有航天员的登月飞行器在轨道上与半人马座上面级进行自动交会与对接，由半人马座上面级带动登月飞行器从低地球轨道送至绕月运行轨道上，一旦任务完成，半人马座上面级便与登月飞行器自动切离。尔后从绕月运行轨道飞至月面的任务就靠登月飞行器自身来完成了。在飞向月球前，航天员还要进行一次全面检查，以做到万无一失。
登月飞行器由乘员舱和月球游览飞行器组成。乘员舱的外形与阿波罗指令舱极相似，舱体采用了现代化建造技术和新型复合材料，因此，重量仅为 3260 千克。月球游览飞行器中间配备了一个液氧箱，两旁是液氢燃料箱，自身净重为 3400 千克，可携带 16100 千克的推进剂，采用 4 台低温燃料发动机作动力。
经过若干回合飞行，航天员在月球前哨站作短期逗留，在月面上安装必需的科学仪器、月球制氧试验装置等。从事实地科学考察，以便建立起对月球的感性认识。待条件成熟，在前哨站的基础上扩建成月球前哨基地。
对于月球前哨基地的建设要求，应具备能提供 5～10 名航天员居住的住宅，并能满足在月面上维持 1～2 个月的生活必需品的条件。为达到这一目的，人们又开始投入紧张的月球前哨基地建设。具体做法是，先用运载火箭向月球发送单程货运飞船，飞船上有直接登月、携带航天员住宅与生活用品的着陆器。该着陆器将是一种重 60 吨的四脚装置，它将降落在靠近月球赤道的士麦海附近的前哨站旁。当着陆器着陆平稳后，航天员住宅仍留在着陆器的顶部，而太阳能电池帆板和散热器则自行张开，开始工作，其它各个系统也自动进行检查，准备好迎接航天员的到来，就是可以省去航天员在月面上建造住宅的繁重劳动，使航天员从地面出发之前，就对他们未来的生活安排充满信心，做到兵马未动，粮草先行。
月球前哨基地建成功后，航天员将分批分期到基地上工作，每期派 5 名航天员在那里工作生活 45 天，在结束前一星期，下一批的航天员便到达基地，以便交接和熟悉这里的工作，因此基地在高峰时期航天员可达到 10 名。他们将在以基地为中心方圆 25 千米的范围内，就月球生命科学、地质地貌学、矿产资源、环境科学、物理学和化学等各个领域进行调查研究，采集各种标本。还可在基地内培植一些高等植物和藻类，以便部分解决航天员的粮食和气体转换问题，并进行制氧试验。为了月球 基地的建设，前哨基地负责部分对月球钻探取样任务，这些工作当然是由机器人来完成，航天员只负责对样品进行分类、整理、包装，并带回地球作详细的系统分析。