阿耳忒弥斯2号
美国航天局规划的载人绕月飞行测试
阿耳忒弥斯2号是指美国航空航天局计划进行的载人绕月飞行测试计划,于2024年11月从佛罗里达州的肯尼迪航天中心的发射场发射,任务的主要目标是检验飞船在载人深空实际环境中的各项系统功能,为未来的探月任务奠定基础。
2023年3月7日,美国航空航天局宣布,“阿尔忒弥斯2号”载人绕月飞行项目按部就班进行,预计于2024年11月实施。同年4月,美国航空航天局公布了执行“阿耳忒弥斯2号”首次载人试验飞行任务的4名宇航员。同年8月8日,准备执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行测试任务的4名宇航员和他们要乘坐的猎户座飞船在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心亮相。美国当地时间2024年12月5日,美国航空航天局(NASA)局长比尔·纳尔逊宣布,原推迟至2025年进行的“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行任务再推迟至2026年4月进行,而随后的登月任务则推迟至2027年进行。
计划目标
阿耳忒弥斯2号是指美国航天局计划进行的载人绕月飞行测试。阿尔忒弥斯2号飞行测试是美国航空航天局首次在阿尔忒弥斯号下执行载人任务,并会为第一位女性和下一位男性搭乘阿尔忒弥斯三号登陆月球铺平道路。首次登上美国宇航局猎户座飞船的宇航员会确认飞船的所有系统都按照设计在深空的实际环境中运行。在阿耳忒弥斯计划的领导下,美国航空航天局让人类重返月球进行长期探索和科学发现,获得未来前往包括火星在内的其他世界的任务所需的知识。
计划进程
“阿耳忒弥斯”是美国政府2019年宣布的新登月计划,最初计划在2024年前将美国宇航员再次送上月球。由于预算不足等原因,美国航天局2021年11月宣布,美国宇航员重返月球可能比原计划推迟一年,最早于2025年登月。在宇航员登陆前,美国航天局计划进行代号为“阿耳忒弥斯1号”的无人绕月飞行测试和代号为“阿耳忒弥斯2号”的载人绕月飞行测试。
2022年12月11日,执行美国“阿耳忒弥斯1号”无人绕月飞行测试任务的猎户座飞船安全返回地球美国航空航天局计划于2024年进行“阿耳忒弥斯2号”任务。2023年3月7日,美国航空航天局宣布,“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行项目按部就班进行,预计2024年11月实施。同年4月3日,美国航空航天局公布了执行“阿耳忒弥斯2号”首次载人试验飞行任务的宇航员,其中首批乘组人员分别是来自美国里德·怀斯曼维克多·格洛弗克里斯蒂娜·科赫,以及来自加拿大的杰里米·汉森。此次飞行不会登月,4人从位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的发射场出发,执行长达10天的绕月飞行任务。同年8月8日,准备执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行测试任务的4名宇航员,以及他们要乘坐的猎户座飞船在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心亮相。美国当地时间2024年12月5日,美国航空航天局(NASA)局长比尔·纳尔逊宣布,原推迟至2025年进行的“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行任务再推迟至2026年4月进行,而随后的登月任务则推迟至2027年进行。纳尔逊表示,这一决定是美国国家航空航天局在对“猎户座”载人飞船及其隔热盾进行检查后作出的。
设想过程
阿耳忒弥斯2号计划从美国宇航局佛罗里达州肯尼迪航天中心发射由四名宇航员组成的太空发射系统(SLS)火箭的Block 1配置。猎户座则进行多次机动以提高其绕地球轨道,并最终将宇航员置于月球自由返回轨道上,在该轨道上,地球引力会在飞越月球后自然地将猎户座拉回家乡。 最初的发射与阿耳忒弥斯一号类似,SLS将猎户座发射到太空,然后抛弃助推器、服务模块面板和发射中止系统,然后核心级发动机关闭,核心级与上级和航天器分离。随着机组人员执行此次任务,猎户座和上一级(称为临时低温推进级(ICPS))会绕地球运行两次,以确保猎户座的系统在离家较近的情况下按预期工作。航天器则首先到达初始轨道,以椭圆形飞行,高度约为 115 x 1,400 英里。轨道运行持续90分钟多一点,其中包括ICPS的第一次发射,以维持猎户座的路径。第一次轨道运行后,ICPS会把猎户座提升到高地轨道。这种机动将使航天器能够获得足够的速度,最终推向月球。第二个较大的轨道会花费大约 23.5小时,猎户座会在距离地球约115至46,000英里的椭圆形轨道上飞行。从角度来看,国际空间站在距地球约250英里的近圆形地球轨道上飞行。 
燃烧进入高地轨道后,猎户座将与ICPS分离。扩展级在进入地球大气层之前将有最后一个用途——机组人员将用它作为近距离操作演示的目标。在演示期间,美国宇航局休斯敦约翰逊航天中心的任务控制人员将在宇航员将航天器切换到手动模式并飞行员猎户座的飞行路径和方向时监视猎户座。当船员接近和离开舞台时,机组人员将使用猎户座的机载摄像头和航天器窗口的视野与 ICPS 保持一致,以评估猎户座的操控质量以及相关的硬件和软件。此次演示将提供在地面上无法轻易获得的性能数据和操作经验,为关键的交会、邻近操作和对接以及从阿耳忒弥斯三号开始的月球轨道脱离操作做准备。
在邻近操作演示之后,机组人员会把猎户座的控制权交还给约翰逊的任务控制器,并在剩余的轨道上验证航天器系统在太空环境中的性能。他们会脱下发射时穿的猎户座乘员生存系统套装,并穿着便衣完成剩余的太空任务,直到再次穿上套装,准备重返地球大气层并从海洋中回收。在仍然靠近地球的同时,机组人员会评估生命维持系统的性能,这些系统是产生可呼吸空气以及清除宇航员呼吸、说话或运动时产生的二氧化碳和水蒸气所必需的。绕地球运行的长轨道周期提供了在运动期间和睡眠期间测试系统的机会,在运动期间,机组人员的新陈代谢率最高,在睡眠期间,机组人员的新陈代谢率最低。生命维持系统中套装模式和座舱模式之间的变化,以及系统在运动和睡眠期间的性能,将确认生命维持系统的全方位能力,并确保为任务的飞越月球部分做好准备。
猎户座还会检查通信和导航系统,以确认它们已为月球之旅做好准备。当猎户座仍在围绕地球的椭圆轨道上时,它会短暂飞越 GPS卫星以及美国航空航天局 空间网络的跟踪和中继卫星的范围,以便尽早检查该机构的深空网络通信和导航能力。当猎户座前往月球及其周围时,任务控制将依靠深空网络与宇航员通信、向地球发送图像并指挥航天器。完成检查程序后,猎户座会执行下一个推进动作,称为跨月注射(TLI)燃烧。ICPS已经完成了将猎户座送入高地轨道的大部分工作,服务舱会提供将猎户座送上月球之路所需的最后推动力。TLI 燃烧会让宇航员进行大约四天的出境旅行,绕月球背面飞行,最终在猎户座返回地球之前,在距离地球超过230,000英里的地方创造出一个8字形。在剩下的旅程中,宇航员会继续评估航天器的系统,包括演示地球出发和返回操作、练习应急程序以及测试辐射掩体等活动。阿尔忒弥斯二号宇航员会前往月球背面约 4,600 英里的地方。从这个有利位置,他们能够从猎户座的窗户看到地球和月球,月球在前景附近,地球在近25万英里的背景中。往返时间约四天,任务预计持续约十天。这种节省燃料的轨道不需要在返回时提供推进力,而是利用地月重力场,确保猎户座在绕月球背面旅行后,将被地球引力自然拉回,以进行自由返回部分使命。
目录
概述
计划目标
计划进程
设想过程
参考资料