美国宇航局最新的月球任务是新太空时代的曙光

美国宇航局最新的月球任务是新太空时代的曙光

周日下午,美国宇航局的猎户座飞船安全地落在太平洋上。经过近一个月的月球之旅并返回,该飞行器返回地球,完成了航天局的关键测试。

经过几次延误和一些轻微的飓风破坏,美国宇航局成功启动了阿尔忒弥斯1号任务,并启动了重返月球的计划。尽管存在一些燃料泄漏问题,但美国宇航局能够及时解决问题,允许新的太空发射系统火箭在 16 月 <> 日星期三早些时候从佛罗里达州的肯尼迪航天中心起飞。虽然阿尔忒弥斯一号任务不会降落在月球表面,但这次旅行本身将是为人类宇航员设计的进入太空的最远的飞行器。该任务在周一清晨完成了月球飞越。

NASA的大旅行中没有任何人类,但有三名宇航员:Helga,Zohar和Moonikin Campos。它们是高科技人体模型 - 这是科学研究中使用的人体模型的术语 - 充满了传感器,将测试人体对太空旅行的反应。Helga和Zohar旨在测量辐射对太空中女性身体的影响,Moonikin Campos将坐在指挥官的座位上,以跟踪未来人类船员的月球之旅可能有多颠簸。虽然这些人体模型本身可能看起来并不特别令人印象深刻,但它们将在NASA建立通往月球的新途径并最终将宇航员送往火星的雄心中发挥关键作用。它们也只是该任务中的几项科学实验之一,旨在更好地了解太空旅行。

升空原定于29月16日,但在工程师遇到几个问题后,美国宇航局推迟了发射,包括附近的雷暴和冷却火箭发动机的问题。由于燃油泄漏问题,发射在1月再次推迟,但最终于东部时间47月<>日凌晨<>:<>发射。

当猎户座今天早上完成第一次月球飞越时,它沿途拍摄了几张月球图像。最终,航天器将返回地球,完成1万英里的旅程,将持续3天。

猎户座的月球飞越。 美国宇航局
“这是一个很好的证明,火箭按照它应该的方式工作,”美国空军高级航空航天研究学院教授温迪惠特曼科布在八月告诉Recode。“这将使NASA对未来几年的载人任务更有信心。

阿尔忒弥斯是下一代登月任务。这是美国宇航局对月球探索的更广泛雄心的一部分,其中包括宇航员穿越月球表面,月球人类栖息地和一个名为Gateway的新空间站。阿尔忒弥斯一号还为阿尔忒弥斯计划的下两项任务奠定了基础:阿尔忒弥斯2号计划在2024年将人类送上类似的月球之旅,而阿尔忒弥斯3号最早将在2025年的某个时候将第一位女性和第一位有色人种降落在月球表面,从而创造历史。所有关于阿尔忒弥斯一号的研究——包括赫尔加、佐哈尔和穆尼金·坎波斯——都是为了为以后的任务做准备。

全部在阿尔忒弥斯1号上
美国宇航局的登月之旅SLS旨在携带极其重的有效载荷。火箭仅比自由女神像高几米,可以产生8万磅的推力。与其他发射系统一样,SLS设计有几个不同的阶段,每个阶段都在克服地球引力,突破大气层和到达外层空间方面发挥作用。为了实现这一目标,SLS包括两个固体火箭助推器,以及一个8英尺高的核心级,里面装满了超过212万加仑的液氧和液氢。这是NASA有史以来最大的核心阶段。

从佛罗里达州卡纳维拉尔角的发射控制中心看到的太空发射系统(SLS)火箭和猎户座飞船。 Joel Kowsky/NASA via Getty Images
虽然技术上是新的,但SLS基于旧技术。它的几个组件,包括其主发动机,要么来自或基于NASA航天飞机计划使用的系统,该计划于2011年结束。虽然其他太空发射已经开始使用可重复使用或至少部分可重复使用的火箭助推器,但SLS只能飞行一次。这使得SLS与Starship的区别在于Starship,Starship是SpaceX为月球任务设计的超重型运载火箭。SpaceX以2亿美元的价格击败了Blue Origin,以建造NASA的月球着陆系统,预计Starship的首次轨道试飞将在未来四个月的某个时候进行。国会决定为SLS提供资金是航天工业中一个持续的痛点,因为该项目超出预算数十亿美元,并被推迟了几次,而且因为私营公司现在正在开发更便宜的替代品。

“国会已经忍受了预算超额,落后于计划,因为SLS保持资金和工作流向关键的国会选区,”惠特曼科布解释说。

美国宇航局专门为阿尔忒弥斯任务设计的猎户座得到了广泛的支持,以及前往附近小行星或火星的潜在旅行。该航天器由洛克希德马丁公司建造,从外面看,它看起来像一只巨大的火鸡,翅膀状面板从侧面伸出。猎户座是阿尔忒弥斯乘员舱的所在地,这是往返月球的宇航员最终将在这里度过他们的时间。一旦航天器通过人类宇航员的审查,预计乘员舱将提供各种太空旅行设施,包括睡袋,各种新的NASA食谱太空食品棒,以及专为零重力和所有性别的人设计的改造太空厕所。

在这次任务中,主要乘客是科学实验的集合。一项测试涉及NASA的人体模型Zohar和Helga,它们由38片塑料制成,旨在模仿人体组织,以及5,600多个传感器和34个辐射探测器。太空中的辐射水平很高,这是人们持续关注的一个来源,即未来的宇航员可能面临更高的癌症风险,特别是随着太空旅行变得越来越长,越来越雄心勃勃。这两种人体模型都是用乳房和子宫设计的,因为女性往往对辐射更敏感。Zohar还将穿着一种名为AstroRad的专用防护背心,工程师正在评估这是保护宇航员免受辐射的潜在方法,包括在太阳耀斑期间。黑尔加不会收到背心,并将允许NASA研究AstroRad实际上有多大帮助。

猎户座还进行了一项实验,旨在测试酵母对辐射的反应。研究人员计划将冻干酵母储存在猎户座的一个乘员座位下,然后在太空中三天将酵母暴露在液体中。一旦猎户座降落回地球,科学家们将分析酵母的DNA,以研究它的表现。该实验可以深入了解人类在未来的旅行中如何在太空中保持健康。

猎户座接近月球。 美国宇航局
亚马逊Alexa语音助手的一个版本也在搭便车。美国宇航局正在测试Callisto,这是亚马逊,思科和洛克希德马丁公司设计用于与宇航员通信的定制硬件和软件的组合。该测试将使任务控制中心能够将音频和视频消息发送到猎户座太空舱上的平板电脑,Alexa版本将接收消息并共享响应。 虽然这项技术听起来有点像《2001:太空漫游》中的HAL,但工程师们表示,该系统旨在提供帮助和陪伴。

“Callisto是猎户座飞船上的一个独立有效载荷,它无法控制飞行控制或其他关键任务系统,”亚马逊Alexa体验首席设计师贾斯汀·尼古拉斯(Justin Nikolaus)在八月份表示。

阿尔忒弥斯一世有效载荷的其他方面更加感伤。华莱士和格罗米特系列中的小羊肖恩角色的毛绒娃娃版本将在猎户座上旅行。一个穿着宇航员服装的史努比娃娃,以及查尔斯·M·舒尔茨(Charles M. Schultz)用来画花生系列的笔尖,包裹在漫画中。阿波罗11号任务的纪念品也在进行,其中包括一小块月球尘埃样本和一块发动机。

月球之外
阿尔忒弥斯一号的一些最重要的研究项目不会很快返回地球。该任务包括计划将10颗名为CubeSats的微型卫星发射到月球轨道上。这些卫星将收集数据,NASA和私营公司最终可以用来在月球上和月球周围导航。

一颗名为LunIR的卫星将通过红外成像研究月球表面的安全性,产生可能影响宇航员最终旅行的信息。一颗名为“月球冰立方”的卫星将试图探测月球水源,美国宇航局最终可以将其用作资源。另一颗卫星NEA Scout将前往附近的一颗小行星,这是一次侧面旅行,可能会为未来前往其他小行星的载人任务提供信息。只有在航天器距离安全距离后,卫星将由另一个称为猎户座级适配器的组件发射。

这些卫星提醒我们,美国宇航局感兴趣的不仅仅是访问月球。阿尔忒弥斯计划正在为月球表面前所未有的活动水平奠定基础,包括人类大本营,一系列核反应堆和矿产开采作业。美国宇航局明确表示要发展月球经济,航天局还制定了《阿耳忒弥斯协议》,这是一套探索月球的原则,现已有20多个国家加入。

最终,美国宇航局计划将月球变成一个更加雄心勃勃的旅程的进站:人类火星任务。现在,这似乎可能发生在2030年代后期的某个时候。但是,尽管其中许多计划还很遥远,但很明显,阿尔忒弥斯计划远远超过阿波罗计划的重复。

“阿波罗是冷战背景下向世界展示美国国家实力的政治行为。这显然是与苏联争夺第一个登月的竞赛。一旦我们第一次登上月球,继续的理由就消失了,“乔治华盛顿大学太空政策研究所的创始人约翰·洛格斯登解释说。“阿尔忒弥斯旨在作为人类长期探索计划的第一个计划。

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