直接前往月球,NASA 公開阿提米絲飛船繞月詳細流程

作者 | 發布日期 2021 年 11 月 09 日 13:20 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


2022 年,NASA 即將發射星艦問世之前搭載獵戶座太空飛船的地表最強大火箭 SLS,該計畫便是人類準備再次前往月球探索的任務先鋒 Artemis-1,並進一步做為人類將觸手伸向太陽系的起點。

在輝煌的阿波羅登月任務後又過了半世紀,NASA 準備二度登上月球的阿提米絲計畫(Artemis program)終於來到眼前,計畫中的太空發射系統(SLS)火箭和獵戶座(Orion)太空艙準備工作已進入最後階段,且理論上,距離我們再度迎接一系列歷史性飛行只剩 4 個月時間,NASA 因此發布了阿提米絲計畫詳細內容,幫助我們更了解飛行過程。

阿提米絲 1 號任務(Artemis-1,前身為 Exploration Mission-1)為整個計畫的先鋒,也是 SLS 與獵戶座飛船結合後的首飛測試,預計自甘迺迪太空中心 39B 發射場升空,在 SLS 助推器和 4 台 RS-25 發動機產生的推力下,火箭將於 90 秒內面臨最大 Q 點(Max Q),在拋棄助推器、服務模組面板與發射中止系統後,核心級發動機關閉、與獵戶座飛船分離。

飛船會在繞地運行期間展開太陽能電池陣列,接著位於飛船正下方的臨時低溫推進階段(ICPS)將點火,為飛船提供離開地球軌道並前往月球所需的巨大推力,約 2 小時後飛船與 ICPS 分離,前者在不與國際太空站對接的前提下直接前往月球,ICPS 則繼續在軌道上部署多顆實驗與技術展示用的立方衛星。

分離後,獵戶座飛船改由 ESA 提供的歐洲服務模塊(European Service Module,ESM)提供推力,穿越范艾倫輻射帶、飛越全球定位系統(GPS)衛星星座和各種通訊衛星,切換為深空環境導航操作,進入距月表約 100 公里的月球轉移軌道待個幾天,讓工程師評估系統並視情況修正軌跡。

接著推進器點火,飛船進入距月表約 70,000 公里的地月遠距逆行軌道(Distant Retrograde Orbit,DRO),於該軌道繞行約 6 天,再於恰當時機結合月球重力快速返回地球,以每秒 11 公里的速度進入地球大氣層,墜落過程將產生約 2,760℃ 溫度,最後濺落於海上,結束為期 3 個禮拜的先行任務,讓我們知道一切是否準備就緒。

根據最新行程表,阿提米絲 1 號任務預計最快於 2022 年 2 月 12 日發射,具體時程取決於同年 1 月的推進劑加注測試是否順利。如果錯過 2 月 12 日發射窗口,第二個窗口預計於 2022 年 3 月 12 日至 3 月 27 日開放,第三個窗口於 2022 年 4 月 8 日至 4 月 23 日開放。

▲ Artemis-1 任務軌道路徑。(Source:NASA

如果想看更簡單的術語,大概就是:火箭發射 – 丟棄固體助推器 – 丟棄核心級助推器 – 近地點變軌 – 在軌系統檢查 – 點火進入月球轉移軌道 – 臨時低溫推進階段分離 – 進入地月遠距逆行軌道 – 繞月旋轉 – 離開月球軌道 – 踏上返途 – 視需求調整航線 – 乘員艙分離 – 進入地球大氣層 – 濺落 – 在海上等待救援。

若阿提米絲 1 號任務順利落幕,便標誌第二階段的阿提米絲 2 號(Artemis-2)可以準備在 2023 年年底發射,此為獵戶座太空船首次載人飛行任務,太空人將搭乘飛船進入月球軌道且長時間停留,雖然機組人員不會登陸月球,但由 Firefly 開發的 Blue Ghost 月球著陸器會攜帶 10 個有效載荷前往月球表面。

2024 年的阿提米絲 3 號是睽違半世紀的登月重頭戲,4 名太空人將搭乘獵戶座太空船前往月球軌道待命,接著其中 2 人轉移至 SpaceX 開發的載人著陸系統(human landing system,HLS),下降至月球表面,正式展開為期一星期的月表探索。

(首圖來源:NASA

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