阿尔忒弥斯|重返月球？先要做到的7件大事！_月球轨道|天文|航空航天|火星

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简介：NASA此前认为2024年将完成阿尔特弥斯月球计划第一部分，但目前来看形势并不明朗，文章解释了阿尔特弥斯计划实施的几个阶段性目标。
美国宇航局的日程表已经不允许准备工作有太大差池了。关于人类重返月球的时间线如下。
美国宇航局重返月球的任务——“阿尔忒弥斯计划” ，正在迅速推进中。本周发布的一份报告中，宇航局对里程碑问题给出了一些期待已久的说明。而为了真正获得完成任务的雄心壮志，这些里程碑也是必须要突破的。
“阿尔忒弥斯计划”（阿尔忒弥斯是希腊神话中太阳神阿波罗的孪生姐姐，宇航局的登月传奇“阿波罗计划”名称正引用于此，故重返月球计划以阿尔忒弥斯命名）分为两个阶段：其一是助力美国人重返月球，其二是致力在月球及月球轨道建立稳定的工作系统。

美国宇航局分阶段深空探索示意图。图源：NASA
这个项目如SpaceX和Blue Origin公司开展的任何项目一样颇具野心，而宇航局也有个略显激进的时间表，他们计划于2024年前完成第一阶段的任务。但在周一的电话采访中，宇航局局长吉姆·布里登斯汀表明他对此次计划能否完成持谨慎乐观态度。
“2024年听起来确实挺激进的，它可能吗？是可能的。这必须建立在一切都顺利的基础上吗？是的。 ”他答道。
【阿尔忒弥斯|重返月球？先要做到的7件大事！】为了赢得与阿波罗计划同等的地位，阿尔忒弥斯计划必须突破的7个主要里程碑如下。
2021年初：装配CAPSTONE
“阿尔忒弥斯计划”第二阶段的难点是一个有计划的绕月空间站——“门户”的建立。它实际上是飞船星际航行的加油站，也是宇航局计划中最受争议的部分之一。 CAPSTONE立方卫星验证计划将在明年启动，以确保“门户”的轨道建立成为可能。
在宇航局提出的地月引力精确平衡点(地月拉格朗日2点)附近，航天器可处于近直线晕轨道（NRHO）中，这将使得“门户”在太空以最小能量保持长期稳定。
NRHO轨道是拉格朗日点halo轨道族中的一员，是一种特殊的晕轨道，轨道周期6到8天，绕拉格朗日点做大椭圆运动，近点距离2000km左右，远点距离75000km左右，轨道面几乎垂直于地月系平面。如上图示。图源：

Wikipedia.
CAPSTONE(“地月自主定位系统技术操作与导航实验卫星”的缩写)约有55磅重，微波炉大小。它将在近直线晕轨道上工作六个月以了解位于该轨道卫星的真实工作情况。
宇航局认为他们能够利用门户空间站中维持宇航员生存所获得的数据来为未来诸如火星、土星、木星等深空探测任务制定计划。
但“门户”只能作为另一个空间站使用，宇航局的终极目标是制造载人月球登陆器。
作为2024年计划的一部分， “门户”空间站的建立计划最初被推迟了。 CAPSTONE计划是否会继续推进仍有待观察。

关于奔赴月球的CAPSTONE立方卫星的艺术设想图。图源：NASA/Rocket Lab/Advanced Space
2021年夏：CLPS项目为登月赢得“翅膀”
美国宇航局的商业月球有效载荷服务（CLPS）项目于2018年启动，以帮助推进私营航天机构的发展。到2021年夏天，这些合作伙伴关系将有望开始带来回报。
宇航局监察长最近就CLPS项目发表了一份严苛的报告，称这些公司可能会带来“导致任务失败的风险” 。尽管风险存在，小型太空公司Astrobotic仍将于2021年6月发送14个宇航局的有效载荷到月球表面，而另一家私营公司Intuitive Machines也将于2021年10月份再发送5个有效载荷。
宇航局回应道：“如果一切顺利，这些载荷将提供技术演示，指导未来着陆器的发展道路。 ”
2021年11月：“阿尔忒弥斯一号”发射
作为无人飞行任务， “阿尔忒弥斯一号”将花费3周进行太空旅行逐渐接近月球，但不着陆。在150多万英里处，这个任务将验证阿尔忒弥斯计划的几个要件：猎户座飞船、太空发射系统火箭、地面系统，第三者位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心。

上图为猎户座飞船概念图，系统包括载人探测飞船(CEV)和货物运载火箭(CLV)两部分。图源：Wikipedia
猎户座飞船将在大约离月面60英里远的地方释放13个满载仪器的立方卫星，之后返回地球溅落着陆。
2023年（待确定）：VIPER漫游车着陆工作
当阿波罗火箭着陆月球时，人们普遍认为月球表面环境是极度干燥的。不过现在科学家们有足够的证据表明在人造卫星覆盖着的极区附近存在水冰。这些固态冰融化后变成水，而这些水又可经处理作为火箭燃料使用。

VIPER漫游车于月球表面的艺术构想图。图源：NASA Ames/Daniel Rutter
VIPER（极地挥发物探测漫游车的缩写）将调查月球南极地区以充分验证水冰存在的可能性。这辆高尔夫球车大小的漫游车，将通过上述的CLPS任务送往月球。在已经推迟了一年计划的情况下，宇航局期待漫游车12英里的旅程能够探秘月球水的起源及其准确的分布情况。
2023年（待确定）：建立“门户”空间站，模块1&2
如果CAPSTONE立方卫星能够验证“门户”工作于近直线晕轨道时的两个期望状况（在最小能耗下保持长期稳定），则“门户”空间站建设计划有望于2023年重见天日。
宇航局希望通过电力与推进模块提供动力，这将为“门户”提供15年的电力支持。
科罗拉多州的Maxar公司负责建造这艘50千瓦的大功率太阳能电力推进飞船（即空间站），据其公司的PEE（电力与推进模块）项目经理Tim Cole介绍，飞船将配备史上最强功率的商用太阳能电力推进系统。
PEE模块相连接着居住与后勤前哨舱（HALO），宇航员们将在这个地方工作生活。与国际空间站配置不同，这里不具备长期生活的条件，更像是一个小型单间房，只提供基本的生命支持、命令与控制功能，以此为宇航员的登月旅程做准备。

月球空间站“门户”的艺术构想图。图源：NASA
2023年（待确定）：“阿尔忒弥斯二号”发射
若这步之前都已准备妥当，我们将迎来新一代的“阿波罗八号”时刻：一次比以往任何时刻都深入太空的载人飞行（与一号一样不着陆月球）。宇航员将抵达离月球背面4600英里远的位置，以便开展深空通讯网络的验证工作。

2024年（待确定）：阿尔忒弥斯三号
上图为2019年阿尔忒弥斯计划官方宇航服的公开展示。图源：ASA/Joel Kowsky
这是头等大事。如果“阿尔忒弥斯二号”一切顺利， “门户”空间站也就位并发挥作用，那么人类将再次拿到漫步月球的入场券。这次历史性的发射计划并不挑时间，至于人选方面，宇航局已经明确表示，他们计划将一名女性和一名男性送上月球，而这名女性将成为史上第一位登月的女性宇航员。
与此同时，还有一丢丢问题需要解决：飞船是先和空间站对接作休息整顿还是直接着陆月面呢？让我们拭目以待。
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FY: 兰陵花
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