倒计时 Artemis 1 发射,这是 NASA 数十年来最大的登月任务

这枚超级强大的火箭不会载人——相反,船上将有两个假人体模型。
The Artemis SLS rocket at Kennedy Space Center in Florida in early 2022.
2022 年 3 月 18 日,NASA 的太空发射系统(SLS)位于佛罗里达州的移动发射架上。NASA/Kim Shiflett

在经历了 取消恢复国会听证会戏剧性事件COVID-19技术延误更多技术延误 之后,NASA 几十年来重返月球的努力终于即将启动。

如果一切顺利,Artemis 1 飞行任务将在大约一个月后进行。它计划于八月下旬或九月上旬发射,进入月球轨道,然后返回地球。它不仅是 NASA 最新太空飞行计划的首次任务,也是对备受期待的太空发射系统(SLS)——一款可与旧款土星 V 相媲美的重型火箭——以及未来将搭载宇航员的 猎户座 指挥舱的重要测试。

“团队无比兴奋,”NASA 肯尼迪航天中心(位于佛罗里达州东海岸,Artemis 1 将从这里发射)的运营经理 Cliff Lanham 说。“我们还有几周的工作要做,所以我们必须保持冷静。”

以下是关于此次发射的进展——以及在此之前必须完成的事项。

上一阶段:从演练中学习

你可能还记得,几个月前,NASA 在 燃料泄漏 问题上遇到了一些麻烦,导致试飞被取消。

NASA 工程师称这些测试为“湿彩排”(WDR)。顾名思义:将火箭置于发射台上,并模拟发射当天的流程。WDR 的另一个目的是找出类似此类泄漏的问题,对于大型火箭这样高度复杂的系统来说,这类问题并不少见

WDR 的作用非常关键;NASA 工作人员利用测试结果来编写 Artemis 1 发射的检查清单。这也许不是发射准备中最光鲜的环节。但没有这些试运行,火箭发射很可能无法进行。

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经过一些调整后,NASA 于六月进行了最终测试。尽管 又一次发生燃料泄漏,工程师们还是决定就此结束测试,并相信他们可以将火箭送回总装大楼进行维修来解决这些问题。

距离发射一个月:准备火箭

工程师们在发射 Artemis 1 之前仍需完成几项任务。

其中一项关键任务是为火箭电池充电,SLS 依靠这些电池来控制其组件。但这些电池的寿命有限,工程师无法过早地给它们充满电。Lanham 表示,给这些电池充电是一项细致的平衡工作,需要为不确定的发射日期做计划。

此外,尽管 Artemis 1 不会载有任何人类船员,但其猎户座飞船将搭载三名乘客:三个假人,用于测试人类宇航员在月球旅程中将面临的各种环境。

其中第一个已经上船。它的名字叫 Moonikin Campos。它配备了加速计和振动传感器,用于测试行程的颠簸程度,以及测量月球飞行路径上辐射暴露的探测器。在发射前,将有另外两个假人加入,它们将穿着 测试背心,这可能是未来宇航员为减轻辐射而穿的。

NASA 还将装载一个 史努比毛绒玩具——零重力指示器,当火箭在太空中时,它会漂浮起来——以及一个 肖恩羊玩偶,它将与假人一起绕月飞行并返回。

距离发射一周:核对日历

NASA 不能随心所欲地将重达 580 万磅的 Artemis 1 放在发射台上。许多因素必须同时协调才能成功发射,而火箭只是其中之一。地球、月球和太阳必须处于正确的位置,以便航天器的飞行机动能够将其送往预定地点。太阳尤为关键,因为 Artemis 1 部分依靠太阳能电池板供电。

NASA 规划者已经确定了 三个符合要求的可能日期:8 月 29 日、9 月 2 日和 9 月 5 日。

选择其中一个日期很可能将在发射前几天进行。负责回收废弃火箭级残骸的美国海军必须做好准备。发射平台(SpaceX 航天器也使用该平台)必须没有其他火箭。而且天气必须配合。“我们在佛罗里达这里正处于飓风季节,”Lanham 说。

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如果这些日期都无法实现,那么下一个机会将在九月下旬或十月上旬出现。如果再次不行,则在十月下旬还有另一系列发射窗口。NASA 官员希望情况不会发展到那一步。Artemis 将不得不避开 一次日偏食,因为日食可能会影响其太阳能供电。

发射之后:月球的未来

“NASA 有过一些月球回归计划,但这些计划从未超越过 PowerPoint 演示文稿,”行星学会的太空政策顾问 Casey Dreier 说。

如果 Artemis 1 成功,它将打破这种模式。Dreier 表示,有充分的理由对此次尝试感到乐观。尽管 Artemis 计划的成本不断膨胀,但重返月球的愿景得到了华盛顿跨党派和历届政府的广泛支持。他们无疑乐于看到他们的支持终于得到回报。

然后,假设 Artemis 1 成功,这仅仅是更长列表中的第一个任务。“这并非真正的高潮,”Lanham 说。“这仅仅是开始。”

首次载人 Artemis 2 任务的发射时间表——该任务将绕月飞行并返回地球,很像 阿波罗 8 号——仍然模糊不清,但目前的计划是 大约在 2024 年 发射。之后将是自 1972 年以来人类首次踏上月球土壤。

“月球着陆在此刻几乎已经成为神话,”Dreier 说。“这是我们第一次有机会切实地看到人类重返月球。”

 

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Rahul Rao

特约撰稿人,科学

Rahul Rao 自2021年初以来一直是《科学美国人》的实习生和特约科学作家。他报道物理学、太空、技术以及它们之间的交叉领域以及其他一切。


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