我們如何重返月球


視頻來源於NASA的youtube官方賬號,下文是視頻內容翻譯。

在1968年~1972年,美國共發起了9次人類登月任務,其中6次成功登錄月球表面,12人在月球表面行走。

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請不要再懷疑人類登月,這個美國國旗是有支撐杆的

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月球車

美國國家航空航天局(NASA)的下一個月球探測任務,名為“阿爾特彌斯”(Artemis) ,該任務不僅要前往月球,而且要在月球上和月球軌道建造一個長期有人類值守的地面站和軌道站,同時還要為前往火星的更復雜的人類探測任務做準備。簡而言之,我們在這裡必須做能夠做的一切,且我們必須首先在這裡做。

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那麼,阿爾特彌斯的任務會是什麼樣子的呢?所有的設計和測試都是基於我們腦海中最重要的元素: 宇航員。

他們的深空探測器,名為“獵戶座”(Orion) ,它由3部分組成: 乘員艙,在整個飛行過程中,最多可容納4名宇航員在其中生活和工作; 服務艙,為乘員提供生命支持系統,包括飛船引擎和燃料儲備; 發射中止系統,在發生任何故障時,能夠將乘員艙帶到安全的地方。

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“獵戶座”(Orion)

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為了完成發射我們的機組人員和重型有效載荷的任務,NASA 正在建造太空發射系統(SLS),該發射系統包括一個貨艙、一個探索上面級、一個巨大的核心級和兩個固體火箭助推器。

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總之,這將是世界上最強大的火箭。它在很多方面都超越了阿波羅時代傳奇的土星五號。當加滿燃料的SLS整體佇立於發射臺上時,其總質量超過600萬磅,其中520萬磅只是燃料。一旦被點燃,接下來的事情就無法阻止了。

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SLS核心級底部安裝的4個 RS-25發動機和2個固體火箭助推器開始工作,在轟鳴聲中將我們的船員帶向宇宙。點火後兩分鐘,固體火箭助推器耗盡並釋放。發射八分鐘後,核心級耗盡並分離。上面一級短暫點火,將獵戶座放置在環繞地球的停泊軌道上。

在這裡,工作人員重新配置飛船並檢查系統,以確認一切準備就緒,為深空旅行做準備。隨著任務控制中心的“啟動” ,宇航員就會重新點燃上面級的引擎,完全離開地球。

這個動作的精確時間對於達到一個可以擺脫地球引力的速度至關重要,使獵戶座在幾天後與月球相交。一旦這次燃燒完成,SLS 的上面級就會被拋棄,乘員們在獵戶座上的幾天時間裡朝著在月球上等待他們的所有目標前進。

接近月球后,我們會看到阿爾忒彌斯和阿波羅之間的根本區別。阿爾特彌斯號的任務不需要“獵戶座”作為一個可消耗的登月指揮艙,也不需要攜帶受限的登月艙,而是利用一種不同的方法: 預先準備。商業和國際合作夥伴將提前完成月球任務所需的一切工作。這包括月球車、科學實驗和地面上的人工系統,同時也包括一個環繞月球軌道的專用月球站,叫做

門戶(Gateway)

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Gateway各個部分將有多個國家的合作建設,包括NASA,ESA,JAXA等

在空間站這裡,我們可以預先準備一個強大的月球著陸器,並建立一個強大的通信中繼。根據開放標準設計的網關可以隨著新任務和夥伴關係的發展而擴大,允許同時在月球上執行多個人類任務,甚至可以開展科學研究。Gateway還能夠調整其軌道,以允許宇航員等能夠到達月球的每一個部分,這是阿波羅任務無法做到的。但這種方法的真正關鍵在於將 Gateway 放置在一個獨特的軌道上,才能達到任務所需的操作。

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Gateway組成及各部分的功能

隨著越來越多的商業和國際機會的出現,Gateway 成為了連接地球和其他地方的理想樞紐。將目光拉回到我們的船員,獵戶座飛船必須匹配橢圓軌道上的Gateway來完成對接。一旦登上月球,預選的機組人員將轉移到月球著陸器上,而那些被分配到Gateway的機組人員將留在Gateway上。

月球著陸器系統本身由三個獨特的步驟組成: 從 Gateway 的暈軌道下降到月球低軌道; 從月球低軌道下降到月球表面; 當月球任務完成,從月球表面發射並一直上升到 Gateway所在的軌道並與之對接;當宇航員回到獵戶座飛船後,飛船將脫離 Gateway,之後宇航員們啟動飛船引擎,衝出Gateway的軌道,以多天的軌道返回地球。

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“阿爾特彌斯”(Artemis) 任務全過程軌道轉移示意圖:衝出地球再返回地球

當他們接近旅程的終點地球時,服務艙被釋放,乘員艙隔熱板將朝向大氣層,並以每小時25000英里的速度進入地球大氣層,空氣的摩擦大大減緩了獵戶座的速度,同時也使其處於5000度的高溫之下。獵戶座現在的時速只有300英里,降落傘在這個時刻展開,此後飛船以20英里每小時的速度降落。這次任務的成功,將引領下一波探索月球的人們。我們已經準備好超越過往。


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