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美国国家航空航天局(NASA)阿耳忒弥斯计划宇航员在月球上的插画。图片来源:美国国家航空航天局(NASA)
20多次机器人登月着陆以及一批新的商业航天器正在助力美国国家航空航天局(NASA)将其建立永久性月球基地的计划变为现实。
NASA正推进在月球南极附近建立耐用月球基地的计划,未来任务可支持科学研究、技术开发,并最终实现持续的人类活动。这一努力的重要部分涉及商业合作伙伴蓝色起源、萤火虫航天、直觉机器和旅行者月球系统,它们正在开发预计于2028年完成交付的着陆器。
这些航天器旨在为在月球表面持久存在提供一些所需的基本基础设施。随着研发的持续推进,这些公司还在助力展示美国国家航空航天局(NASA)期望其月球基地所依赖的商业运输能力和月面系统。
计划进行20多次机器人登月着陆任务
美国国家航空航天局(NASA)月球基地架构计划的第一阶段正在推进中,该阶段计划实施二十多次机器人着陆任务。该阶段不会试图一次性建立起整个系统,而是每次任务都会在前一次的基础上进行拓展,通过测试设备、提升能力以及验证后续任务所需的组件来逐步推进。
在宇航员抵达该地点之前,机器人航天器将携带科学仪器前往月球,收集月球环境的相关信息,演示新技术,并开始为未来人类居住搭建必要的基础设施。
这些早期任务还将为NASA提供反复从实际月球操作中学习的机会,并提高更广泛的月球基地架构的可靠性。通过NASA的CLPS(商业月球有效载荷服务)计划开展的常规任务,有望帮助建立地球与月球之间可靠的供应链,支持该机构维持月球上长期机器人和人类存在的目标。
NASA也发布了月球基地图片更新,展示四家公司在朝着NASA月球基地目标努力时,其航天器及相关硬件的进展情况。
蓝月1号(MK1)是一款单次发射的月球货运着陆器,它会留在月球表面,为探索月球环境提供安全、可靠且经济实惠的途径。MK1将利用新格伦运载火箭7米的整流罩进行货物运输,能够将多达3公吨的货物运送至月球表面的任何地点。来源:蓝色起源公司
蓝色起源公司正在对其蓝月MK1着陆器进行集成测试,为其首次月球交付任务做准备。该任务名为耐力号,将展示一种新型商业月球着陆器,这种着陆器能够将大型有效载荷运送至月球。
航天器成功完成了一系列广泛的环境测试活动。这项工作包括在美国国家航空航天局(NASA)位于休斯敦的约翰逊航天中心进行的热真空测试,在该测试中,工程师们验证了着陆器能够在与月球上类似的条件下运行。
蓝色起源公司目前正在完成额外的集成阶段目标,之后MK1将开启下一轮测试。其主体结构、推进硬件和航空电子设备均已组装完毕。接下来的评估将检查集成有效载荷所需的线束连接情况。
着陆器还完成了与美国国家航空航天局(NASA)跟踪与数据中继卫星系统以及深空网络的通信检查。剩余的一项主要测试将包括在航天器进行发射集成前加注低温推进剂。
在耐力号任务期间,蓝月亮MK1将展示精确着陆能力,收集有关月球环境的信息,并测试可在未来月球基地任务中使用的自主系统。
发射后,萤火虫航天的双航天器——蓝鬼号堆叠在鞘翅号上——将在不同高度绕地球运行3.5圈,然后执行地月转移轨道注入并进入月球轨道。来源:萤火虫航天
萤火虫宇航公司正在准备蓝幽灵任务2,该任务基于该公司首次成功的月球着陆。这次任务将使用专为月球背面操作设计的更大配置。
蓝鬼号将置于萤火虫公司的轨道航天器Elytra顶部。这两个飞行器共同构成一个22英尺高的系统,其高度几乎是蓝鬼任务1所用航天器的三倍。
因为Elytra既能在月球轨道也能在月球表面部署有效载荷,所以这个组合系统为NASA未来的月球基地后勤和科学任务提供了更多选择。
一项历史性的月球背面探测任务
蓝幽灵任务2计划成为美国首次月球背面着陆任务。该目的地提供了异常安静的环境,有助于科学家研究月球地质以及宇宙黑暗时代——这是宇宙早期新形成的恒星开始变得可见的一个时期。
该任务将搭载三个美国国家航空航天局(NASA)的有效载荷,旨在支持科学研究,同时测试与未来月球栖息地和基础设施相关的技术。
萤火虫公司还计划利用其首次任务中已展示的技术。其自主着陆序列提供了宝贵的月球飞行经验,早期航天器的一些子系统正在被复用。这种方法能加快研发速度、降低风险,同时支持NASA打造可重复飞行且规模更大的商用月球着陆器的目标。
直观机器公司用于IM3任务的新星C着陆器的示意图,该着陆器将把四项美国国家航空航天局的研究项目送往赖纳伽马地区。图片来源:直观机器公司
直觉机器公司正在筹备其第三次NovaC月球着陆任务IM3。此次飞行还将推出该公司首颗月球数据中继卫星Altus1,它将与着陆器一同前往并在月球轨道运行。
此次任务的NovaC着陆器名为三位一体。随着直觉机器公司致力于具备向月球提供定期货物和科学物资运送的能力,其组装与集成工作正在推进。
航天器的顶层甲板已完成对齐,其内部布线正在进行全面检查,之后将安装最终的封闭面板。IntuitiveMachines此前曾与美国国家航空航天局(NASA)位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的X射线低温设施团队合作,完成了扩展热真空测试。这些测试旨在确认该公司的传感器在月球下降过程中可能遇到的极端温度下仍能保持准确。
接下来的工作将包括开发的最后阶段,例如安装发动机和进行热试车。
探索神秘的雷纳伽马月球漩涡
在集成任务3(IM3)期间,阿尔忒弥斯1号(Altus1)将被部署到月球轨道,携带三个有效载荷。与此同时,三位一体号(Trinity)将把五个美国国家航空航天局(NASA)的有效载荷、六个商业有效载荷和一个民用有效载荷送往月球表面。
该任务将支持美国国家航空航天局(NASA)在赖纳伽马(ReinerGamma)独特地磁环境下的科学目标,在那里月球表面存在磁异常。
IM3有望成为首个直接探测月球漩涡表面的任务。在那里部署的机器人和仪器将使科学家能够更详细地研究这一异常区域。
Astrobotic公司格里芬一号月球着陆器在月球表面的艺术家渲染图。格里芬一号是美国国家航空航天局商业月球有效载荷服务(CLPS)计划的一部分,旨在向月球表面运送科学和技术有效载荷。图片来源:Astrobotic
旅行者科技
航海者技术公司正在美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室的环境测试实验室对其格里芬1号着陆器进行测试。这项工作是使该航天器为前往月球之旅做准备的重要一步。
NASA喷气推进实验室(JPL)的测试旨在验证商业月球着陆器能否满足月球基地运营所需的精度和耐用性要求。
格里芬1号被设计为基础设施级着陆器,计划于2026年末发射。它有望携带有史以来交付到月球的最大商业有效载荷。
五个美国国家航空航天局(NASA)的有效载荷将搭载在阿斯特罗实验室公司的FLIP(灵活月球创新平台)月球车上。这辆月球车及其搭载的仪器将共同支持涉及月球表面移动、新技术应用和长期作业的相关演示活动。
为格里芬1号进行月球作业做准备
格里芬1号最近完成了质量特性测试,为制导、导航、控制和飞行动力学提供了重要信息。
近期计划进行额外的环境测试。这些测试将模拟着陆器从发射到下降再到月球着陆过程中预计会遇到的环境条件。其目标是降低任务风险,并增强对航天器能在月球环境中成功运行的信心。
环境测试完成后,格里芬1号将返回旅行者号月球系统匹兹堡设施进行最终组装。然后,它将完成剩余的发射准备工作,之后运往卡纳维拉尔角。
一张位于月球轨道的网关PPEHALO的示意图。图片来源:美国国家航空航天局
诺斯罗普格鲁曼公司
美国国家航空航天局(NASA)也在与诺斯罗普格鲁曼公司合作开展三个技术演示载荷项目,这些载荷计划被送往月球表面。
这些演示使用的电力和航空电子技术最初是为Gateway计划的HALO(居住与后勤前哨)模块开发的。在NASA调整其月球战略,从以轨道为主的方式转向更重视表面作业后,该硬件目前正在进行适配。
其中一个目标是展示能在月球一些最恶劣条件下运行的夜间生存技术,包括可能持续多天的阴影期。
这些演示还将评估可向重要有效载荷和其他月球基地设备供电的共享表面电力基础设施。此外,还将测试被认为对未来月球作业至关重要的其他航空电子设备和电力技术。
通过这些商业着陆器、机器人货运、科学任务和基础设施演示,美国国家航空航天局(NASA)正在继续制定其月球基地战略。更广泛的目标是打造人类在月球表面持续存在所需的系统,这些系统将得到定期科学货运和不断壮大的商业月球航天器队伍的支持。
相关知识
月球基地是人类计划或探索建设的月球驻留设施,可支持科研人员长期开展月球地质勘探、资源利用研究、天文观测等活动,还能作为深空探测的中转枢纽,助力人类进一步探索太阳系。它需具备生命保障、能源供给、通信等核心系统,是人类拓展太空活动范围的重要一步。
BY: NASA
FY: AI
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