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阿尔忒弥斯二号任务成功起飞并在五年后恢复载人月球轨道飞行

Artemis II - NASA/Keegan Barber
照片: Artemis II - NASA/Keegan Barber

载人航天器从位于佛罗里达州的航天中心向月球轨道发射,标志着人类在行星际作业的恢复。由四名宇航员组成的机组人员开始了这段旅程,打破了五十多年来没有载人飞行超越近地轨道的空白。

当前操作的主要目标是围绕天然卫星进行一次完整的旋转,而不着陆在表面上,以测试所有导航和生命支持系统的完整性和功能。此次飞行部分复制了 1972 年完成的阿波罗计划最后一次载人任务阿波罗 17 号所执行的轨迹。

该规划预计在太空的总持续时间约为十天,在此期间,地面技术团队将监测遥测和设备在深层辐射环境中的行为。实时数据收集是发布北美太空计划下一阶段的决定因素。

操作细节和航天器轨迹

船上团队由宇航员里德·怀斯曼、维克多·格洛弗、克里斯蒂娜·哈莫克·科赫和杰里米·汉森组成,他们承担具体的指挥、驾驶和任务专业化角色。该小组接受了模拟器方面的广泛培训,以处理跨月飞行的变量,操作飞行器的手动和自动控制装置。

该飞行计划确定了绕月航行机动,将飞行器带到月球背面以外 10,200 公里的距离,然后开始返回地球。在此阶段,由于天体造成的遮挡,与任务控制中心的通信会受到预定的中断,需要机载计算机完全自主。

旅行中验证程序包括以下优先步骤:

– 评估机舱的空气净化系统和内部热控制。

– 高速重返地球大气层期间隔热罩的电阻测试。

– 使用地面天线网络校准深空通信仪器。

克服发射系统的技术故障

由于在潮湿的常规排练中发现异常情况,原定的发射时间表在二月和三月进行了修改和推迟。工程师发现液体燃料供应系统存在泄漏,核心级供应管线存在压力波动。

维护团队更换了安全阀并调整了太空发射系统(SLS)火箭上级的氦气流量。这些机械问题的解决保证了车辆在最后倒计时和主发动机点火期间的稳定性。

为深空设计猎户座太空舱

猎户座太空舱采用独特规格制造,可承受深空的极端条件,这与用于前往国际空间站的飞行器不同。主要结构由铝和锂合金组成,旨在提供最大的结构强度并减轻重量。

服务舱附在太空舱上,为船员提供主推进力、太阳能电池板产生的电能以及水和氧气储存。该组件对于在地球和月球之间传输期间执行航向修正机动至关重要。

辐射防护系统得到了加强,以便在宇航员穿越范艾伦带和可能的太阳风暴时为他们提供庇护。分布在整个舱内的传感器不断测量暴露水平,为改进未来的宇航服提供数据。

在实际操作场景中验证这些系统取代了地球上真空室中的理论预测和测试。猎户座的性能决定了授权涉及模块降落到外星土壤上的任务所需的安全参数。

火箭在任务架构中的作用

太空发射系统是当前星际运输基础设施的支柱,是运行中最强大的运载火箭。该火箭的结构将固体燃料助推器与 RS-25 液体燃料发动机相结合,产生摆脱地球引力所需的推力,并有效载荷较重。各个阶段的燃烧按照精确的顺序进行,将空的部分丢弃到海洋中,以减轻组件的质量并优化向外太空的加速。

这种超重型发射器的开发需要将航天飞机计划继承的技术与新的航空电子设备和自主导航系统相集成。在一次发射中发送乘员舱和服务舱的能力简化了轨道后勤工作,消除了在低地球轨道上安装多个组件的需要。 SLS 在本次飞行中的性能为车辆提供了最终的飞行认证,确保设计符合严格的人类运输安全标准。

太阳系探索中的新地缘政治动态

这次轨道飞行的执行使美国在当前的太空竞赛中处于有利地位,由于涉及国家和私人参与者的多样性,这与上世纪的情况不同。将人类运送到近地轨道之外并展示复杂的发射和导航基础设施的功能的能力标志着探索地外资源所需的技术掌握。北美太空计划根据国际合作协议构建其运作,为利用外层空间制定运作和法律准则。竞争国家,特别是亚洲国家,正在加速开发自己的超重型飞行器和着陆器,目标是在月球南极建立研究基地。人类在月球附近的持续存在可以证明后勤力量和工业能力,直接影响外交关系和地球以外领土治理的全球政策的制定。当前载人飞行任务的成功巩固了航天局采用的模型的技术可行性,保证了未来几十年的星际探索的政府和私人投资的流动。

为下一阶段的计划做准备

十天飞行期间收集的遥测信息和机组人员报告将直接应用于阿耳忒弥斯三号任务的安全审查。接下来的阶段重点是将宇航员从猎户座太空舱转移到商业着陆舱,最终物理下降到月球表面。

长期结构和轨道基础

该计划正在进行的规划设想组装网关空间站,这是一个绕月球运行的基础设施,作为对接和加油点。该站将充当研究实验室和先进的通信中心。

月球行动的整合为向火星发送载人任务奠定了技术和作战基础。掌握长期任务中的生命支持技术和就地提取资源是扩大人类在太阳系存在的支柱。