在阿尔忒弥斯二号宇航员登上月球之前,他们需要掌握在地球上空飞行的技术

在阿尔忒弥斯二号宇航员登上月球之前,他们需要掌握在地球上空飞行的技术

时隔 50 多年,NASA 重返月球。如果一切按计划进行,Artemis III 任务将在 2025 年左右让两名宇航员踏上月球表面。如果资金允许,后续的 Artemis 任务将每隔一到两年进行一次,包括建造月球空间站和月球南极永久基地。

但在 21 世纪登月之前,NASA 希望确保其宇航员乘坐的猎户座飞船能够胜任这项任务。成功的无人驾驶阿尔忒弥斯一号对新的猎户座太空舱和太空发射系统 (SLS) 火箭的推进和导航系统进行了测试。最近宣布的阿尔忒弥斯二号由四名宇航员组成,计划于 2024 年 11 月发射,他们将迈出下一步,让猎户座飞船的手动飞行和生命支持系统得到全面测试。

“我们将成为首批乘坐这艘飞船的人类,”阿尔特弥斯二号指挥官里德·怀斯曼说道。“我们需要确保飞船在进入深空时能保证我们的生命安全。”

这使得阿尔忒弥斯二号任务与众不同,因为它的主要重点不是探索或科学实验,而是为宇航员在随后的阿尔忒弥斯任务中进行技术准备。怀斯曼说:“我们的重点是我们能做些什么来让我们的同事能够在月球环境中工作,无论是在 Gateway 前哨站(NASA 计划于 2024 年开始在月球轨道上建造的空间站)还是月球表面。”

为了实现这一目标,怀斯曼和他的队友——美国宇航局宇航员克里斯蒂娜·科赫和维克多·格洛弗,以及加拿大宇航员杰里米·汉森,将以一系列绕地球的高椭圆轨道飞行开始为期 10 天的飞行。这些飞行旨在让他们有大约 24 小时的时间来测试他们的航天器,并在出现任何问题时轻松中止任务返回家园。

“最初的 24 小时确实非常紧张。看看机组人员的时间表,你几乎无法完成所有事情,”怀斯曼斯在谈到他的团队将进行的所有航天器测试时说道。“然后,当我们完成所有这些工作后,我们的奖励就是月球转移喷射,”发动机点火操作将使航天器驶出地球轨道,驶向月球。

[相关:美国宇航局的无人驾驶猎户座飞船将得到《星际迷航》启发的通信系统的帮助]

从肯尼迪航天中心发射约 40 分钟后,SLS 火箭的上面级(称为临时低温推进级 (ICPS))将把猎户座飞船推入椭圆形轨道,该轨道最高点将载着机组人员距离地球约 1,800 英里,最低点将载着机组人员距离地球约 115 英里。

在约 90 分钟的首次轨道飞行期间进行初步检查后,ICPS 将再次点火,将航天器推入更高的椭圆轨道,绕地球飞行,这次高度可达 46,000 英里,远远超过国际空间站通常飞行的 250 英里高度。第二次轨道飞行将持续近 24 小时,届时机组人员将对猎户座系统进行最严格的评估。

怀斯曼说:“我们将尝试测试猎户座飞船上的所有手动功能:手动操纵、手动瞄准、手动设置通信。”实际上,他们将模拟登月舱的准备工作——但这​​次是在地球轨道上,而不是月球轨道上。

测试的一个关键部分将涉及 NASA 所称的“近距离操作演示”。猎户座飞船和欧洲制造的服务舱(载有生命支持系统、电力和推进系统)将与 ICPS 分离,机组人员将练习手动操作,将飞船与废弃的火箭上级对齐。虽然他们实际上不会与 ICPS 对接,但他们将运行未来阿尔特弥斯机组人员在前往月球表面之前与月球着陆器或月球门户对接所需的系统。

阿尔忒弥斯一号任务期间猎户座舱内。飞行测试的零重力指示器史努比系在系绳上漂浮着。NASA

接下来,机组人员将进行支持和通信检查,以确保猎户座飞船已准备好进入深空。如果任务控制中心批准,他们将使用猎户座飞船的主发动机进行月球外太空喷射燃烧,旨在将飞船送上绕月轨道,距离地球最远约 23 万英里。往返月球大约需要四天时间。

阿尔忒弥斯二号与该系列的其他任务的不同之处在于,猎户座主发动机将进行月球转移注入燃烧,而不是 ICPS,后者将用尽燃料将太空舱推入地球周围的高椭圆轨道进行测试。而且由于阿尔忒弥斯二号不涉及登月,因此机组人员不必进行轨道插入燃烧,而是只需绕月飞行,最终在约 6,400 英里的高度绕过卫星的远端,依靠地球引力将航天器拉回地球,而无需再次点燃发动机。

怀斯曼表示,在漫长的月球之旅中,宇航员们将进行大量其他测试,以保持忙碌。虽然此次任务的具体科学设备尚未公布,但宇航员的身体将在整个飞行过程中以及飞行后充当微型实验室。

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“作为人类探险家,我们要面对大量的科学问题,比如辐射以及如何应对深空环境,”怀斯曼说。“我们对国际空间站上人类的太空活动了解很多,但对人类在深空活动了解不多。”

机组长表示,他很荣幸能够指挥阿尔忒弥斯二号,即使这意味着他可能不会参加阿尔忒弥斯三号或后续任务。“就我个人而言,我真正想做的是,我想去驾驶阿尔忒弥斯二号,我想回来,我想帮助我的机组人员为他们的任务进行训练,”他解释道。“然后,当他们被分配到阿尔忒弥斯三号或四号时,我想成为人群中为他们欢呼的最大声音。”

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