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美国航天局加强测试,将阿耳忒弥斯二号任务人员送上月球

Nasa
照片: Nasa - Pandora Pictures/ Shutterstock.com

美国国家航空航天局 (NASA) 正在为从位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射阿耳忒弥斯二号任务进行最后的准备工作。这次行动是当代航空航天探索的一个里程碑,因为这将是五十多年来人类首次超越近地轨道。该计划将利用由太空发射系统(SLS)火箭提供动力的猎户座航天器进行一次为期约十天的探险。

参与这一历史性旅程的团队由四名在航空和工程领域拥有丰富经验的专业人士组成。船上职能分配定义如下:

阿尔特米斯 II NASA
arutemisu II NASA – X/NASA
  • 里德·怀斯曼将担任任务指挥官,负责监督所有飞行操作。
  • 维克多·格洛弗(Victor Glover)将担任飞行员,负责航天器的操纵。
  • 克里斯蒂娜·科赫将作为任务专家参与其中,专注于系统监控。
  • 杰里米·汉森将作为联合运营专家代表加拿大机构。

这次飞行的主要目标不包括登陆月球表面,而是验证深空环境中的所有生命支持、通信和导航系统。猎户座太空舱将进行一次飞越,飞越月球背面数千公里,然后利用月球重力作为自然冲动,以自由返回轨道返回地球。

被选参加月球探险的宇航员简介

里德·怀斯曼 (Reid Wiseman) 于 2009 年被该机构选中,拥有丰富的工程师和海军飞行员履历。他已在第 41 次远征期间访问过国际空间站,并在 2020 年至 2022 年间担任宇航员办公室负责人,协调多个团队的训练。

维克多·格洛弗 (Victor Glover) 带来了 2020 年驾驶 SpaceX Crew-1 任务的经验。随着他参与这一新阶段的太空计划,他将成为第一位与宇航员一起前往月球环境的黑人宇航员,这标志着远程任务表现的重大进步。

团队组成的记录和开拓精神

克里斯蒂娜·科赫目前保持着女性连续太空飞行时间最长的记录,她在国际空间站上呆了几乎一整年。她的职业生涯还包括参加轨道探索史上首次女性太空行走。

科赫参与此次任务强化了地球轨道外行动的多样性准则。这位工程师将成为第一位超越近地轨道并直接观察人类天然卫星隐藏面的女性。

杰里米·汉森代表加拿大航天局,将进行他的首次太空之旅,直接进入深轨道。它的选择是双边协议的结果,该协议保证国际合作伙伴的席位,以换取对该计划基础设施的基本技术贡献。

猎户座飞船的计划轨迹

飞行计划指出,猎户座太空舱将在发射后不久绕地球运行多个轨道。这个初始程序是为了让地面控制团队在继续旅程之前检查所有通信面板、机动推进器和生命支持系统的运行情况。

在确认设备在所需的安全参数内运行后,火箭上级将为跨月注入提供必要的推力。 SLS 火箭设计为在升空过程中产生超过 800 万磅的推力,确保必要的逃逸速度。

所选择的路线在轨道力学中被称为自由返回轨迹。这意味着将利用月球引力来推动航天器返回地球,而无需持续启动主发动机,节省燃料并在发生故障时确保安全返回路线。

航天器将经过距离月球表面大约七万五公里的地方。从发射到在海洋着陆的预计总时间约为十天,在此期间宇航员将收集有关宇宙辐射和航天器材料行为的连续数据。

航天中心训练的最后阶段

四名机组人员正在肯尼迪航天中心进行最后一次综合发射模拟。训练包括详尽的应急程序练习、穿着加压服进入太空舱以及与飞行控制室进行通信。技术团队使用全尺寸模型和虚拟现实模拟器来确保宇航员熟悉猎户座飞船上的每个开关和面板。

在发射台 39B 上,工程师进行流体流动测试、检查通信电缆并校准压力传感器。地面基础设施最近进行了升级,以支持 SLS 火箭的重量和功率,这需要起重机操作员、低温推进剂供应技术人员和飞行指挥员在模拟倒计时期间进行精确协调。

国际技术开发合作

该计划结构在很大程度上依赖于与其他国家建立的伙伴关系来构建模块并提供必要的物资。加拿大的参与与Canadarm3机械臂的供应直接相关,该机械臂将安装在未来的Gateway空间站上,该空间站计划在未来几年绕月球运行。这种国际合作分摊了深空探索的运营成本,并创建了欧洲、日本和北美航天机构之间的互操作性标准。遥测数据的共享和防辐射宇航服的联合开发表明,探索范式已从孤立的竞赛转向专注于延长人类远离地球的全球科学努力。

为未来的星际任务做准备

这次旅行中执行的整套机动和硬件验证将作为计划载人火星旅行的数据库。该航天局利用月球环境作为严格的试验场,在真实的真空和微重力条件下测试长期居住技术和先进的推进系统。

航天发射系统技术规范

负责将航天器提升到地球引力之外的火箭被认为是迄今为止运行中最强大的运载火箭。其中央结构装有四个由液氢和液氧驱动的主发动机,在极端低温下运行。这些推进剂的混合精度由数百个传感器监控,这些传感器将实时数据发送到地面计算机,确保在上升的最初几分钟内均匀、安全地发生燃烧。

连接到主级的两个固体燃料推进器提供了将车辆抬离平台所需的大部分力量。推进剂用完后,这些推进剂被喷射并落入海洋,而核心级继续燃烧,直到达到编程高度。这种机制背后的工程需要毫米级的公差,因为任何过度的振动都可能损害宇航员所在的太空舱的结构完整性。

海洋救援和恢复协议

任务结束时,太空舱将以超过三万公里每小时的速度重新进入地球大气层,产生强烈的摩擦热,这将测试飞船烧蚀隔热罩的极限。打开主降落伞后,猎户座将接触太平洋水域,那里已经部署了一支海军特遣部队。专门从事航空救援的潜水员将乘坐充气艇接近太空舱,以稳定船只并安装浮力项圈。然后,船员将被救出并由直升机运送到两栖舰的甲板上,在那里他们将立即接受医疗评估。整个回收过程在深水池和公海中进行了反复测试,旨在最大限度地减少宇航员在适应微重力几天后暴露在海浪中的时间。