美国宇航局的阿耳特弥斯一号重新启动登月计划

猎户座宇宙飞船和SLS火箭的通道阿波罗,航天飞机,和世界的期望

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黎明时分,肯尼迪航天中心39B发射台上的阿耳特弥斯一号

阿耳特弥斯一号在肯尼迪航天中心39B发射台

本Smegelsky /美国国家航空航天局


9月5日更新当前,美国宇航局巨大的阿耳特弥斯一号在两次发射尝试后仍然停留在地面上,因为氢气泄漏和发动机传感器故障。任务负责人说,当一切准备就绪时,阿耳特弥斯将起飞,但还没有具体说明是在9月底还是10月中旬。

“当你看着火箭时,它看起来几乎很复古,”他说比尔纳尔逊他是美国宇航局的局长。“看起来我们正在回顾土星五号,但它是一种完全不同的、全新的、高度复杂的——更复杂的——火箭和宇宙飞船。”

阿耳特弥斯,由航天发射系统火箭发射后,美国首次尝试将宇航员送上月球阿波罗17号1972年,科技有了巨大的飞跃。在阿耳特弥斯我任务管理人员说,他们将搭载无人驾驶的SLS猎户座航天器,并“强调它超出了它的设计用途”-更好地确保宇航员首次着陆时的安全飞行,目前的目标是开始阿耳特弥斯三世在2025年。

但尼尔森是对的:火箭在很多方面都很复古,大量借鉴了美国飞行了30年的航天飞机,以及阿波罗-土星5号。

阿耳特弥斯号的大部分硬件都进行了翻新:它的四个主发动机,以及它的两个系带助推器的部分部件,都曾在航天飞机任务中飞行过。火箭的杏色来自于喷上的绝缘材料,很像航天飞机外部燃料箱上的泡沫。猎户座服务舱中的大型机动发动机实际上已经有40年的历史了——在1984年至1992年期间,它在19次航天飞机飞行中使用过。

“我给使用太多新技术的任务起了个名字——失败。”
-约翰·卡萨尼,美国宇航局

也许更重要的是,该项目继承了半个世纪太空飞行的基础工程。看看猎户座的乘员舱——一个截短的圆锥形,比阿波罗指令舱大一些,但概念上非常相似。

当然,老并不意味着坏。美国宇航局表示,没有必要重新发明工程师们第一次就做对的东西。

“深空探索的某些基本方面确实与金钱无关,”他说吉姆Geffre他是休斯顿约翰逊航天中心猎户座飞行器集成部门的经理。“自20世纪60年代以来,物理定律就没有改变过。而太空舱的形状恰好非常适合以32马赫的速度返回大气层。”

罗杰Launius他在1990年至2002年期间担任美国宇航局首席历史学家,从那时起至2017年担任史密森学会的策展人约翰Casani他是美国宇航局的资深工程师,曾管理过旅行者号、伽利略号和卡西尼号外行星探测器。

他回忆卡萨尼说:“我给那些使用太多新技术的任务起了个名字。”“失败”。

阿尔忒弥斯1号的飞行计划大约为期6周。(阿波罗11号持续了八天。)这艘飞船大致沿着阿波罗号的路径到达月球附近,但随后将自己置于美国宇航局所谓的遥远逆行轨道上。它俯冲到距离月球表面110公里以内以获得重力辅助,然后向外飞行64000公里——这需要一个多月的时间,但比在更近的轨道上消耗更少的燃料。最后,它返回地球,以每秒11公里的速度重新进入地球大气层,用隔热板和降落伞减速,溅落在距离圣地亚哥不远的太平洋上。

如果所有四个四倍的冗余飞行计算机模块都失败了,还有第五个完全独立的计算机,运行不同的代码让航天器回家。

“在太空中额外的时间,”Geffre说,“允许我们操作系统,在深太空中有更多的时间,以及所有那些给它带来压力的事情,比如辐射和微流星体,热环境。”

当然,船上有更新的技术。猎户座由两台飞行器管理计算机控制,每台计算机由两个飞行计算机模块(fcm)组成,处理制导、导航、推进、通信和其他系统。Geffre指出,飞行控制系统有四余度;如果在任何时候,四个fcm中的一个与其他fcm不一致,它将使自己离线,并在22秒的过程中重置自己,以确保其输出与其他fcm一致。如果四台fcm全部失效,还有五台完全独立的计算机运行不同的代码,将航天器送回家。

自阿波罗号上使用的六分仪以来,制导和导航也有了进步。猎户座使用一个星跟踪器来确定它的姿态,对恒星进行成像,并将它们与机载数据库进行比较。光学导航相机拍摄地球和月球,这样制导软件就可以确定它们的距离和位置,并保持航天器的航向。美国宇航局表示,它是作为备份,即使与地球失去了所有联系,也能让猎户座安全着陆。

但即使是这些系统也不是全新的。Geffre指出,制导系统的架构源自波音787。深空的计算能力受到宇宙辐射的限制,在地球大气层和磁场的保护之外,宇宙辐射会破坏微处理器的输出。

除此之外,还有不可避免的成本问题。阿耳特弥斯是一个巨大的项目,比计划晚了很多年,早在NASA开始从像SpaceX公司而且火箭实验室.美国宇航局监察长保罗·马丁向国会作证3月前四次阿耳特弥斯任务每次将耗资41亿美元——“这个价格让我们感到不可持续。”

劳纽斯就反对政府本质上是浪费的观点。“是的,NASA过去在管理项目方面存在问题。谁没有?他说。他指出,蓝色起源(Blue Origin)和太空探索技术公司(SpaceX)自己也遇到过很多挫折——只是它们没有义务公开这些挫折。“我还可以继续说下去。这本身不是政府的事情,也不是NASA的事情。”

那么,为什么要带着——请原谅这个双关语——如此复古的火箭重返月球呢?密切关注阿耳忒弥斯的人说,部分原因是它已经变成了大到不能倒美国在这方面投入了大量资金和人才。部分原因是它让NASA的宇航员再次向外飞行,探索而不是维护一个空间站。部分原因是它可能带来新的视角。部分原因是中国和俄罗斯都有威胁美国的太空野心。

“阿波罗向全世界展示了技术的逼真性,”劳尼斯说。当时全世界都知道,就像他们今天知道的那样,未来属于能够掌握科学技术的文明。”

9月7日更新:阿耳特弥斯1号一直在肯尼迪航天中心的39B发射台,而不是之前报道的39A发射台。

对话(1)
克里斯托弗·卡尔 2022年8月29日
INDV

我认为,在人类登陆任务之后,很可能会有相当大的压力,去寻找更便宜的建筑来建立和维护月球南极附近的基地。

如果着陆顺利,这意味着星际飞船HLS——美国宇航局正在与SpaceX公司签约开发的一种巨大而功能强大的着陆器——将表现良好。此外,这意味着SpaceX将展示与星际飞船系统相关的一些必要技术,包括轨道加油。

从载人月球着陆器到月球过境+着陆器,这并不是一个巨大的飞跃。如果SpaceX还没有准备好(或尚未被允许)用标准的星际飞船(带有隔热罩和空气动力学表面,使车辆能够返回地球)将人类发射到轨道上,那么用猎鹰9号的可靠的龙太空舱将人类发射到地球轨道上,与月球星际飞船对接,然后乘坐那艘飞船前往月球,并在同一艘飞船上登陆月球应该不会太难。

然后如果你能把灵长类动物从月球带回地球轨道——假设月球星际飞船有足够的燃料(我认为这是可以做到的)——然后你可以在地球轨道上与龙飞船对接,转移船员,然后下降。

这应该比SLS/Orion每次发射的40多亿美元要少得多。一旦标准的星际飞船达到将人类送往地球轨道的标准,每次旅行你可以将大约30名人类送往月球,以及大约70多吨的货物。而且你可以每年做不止一次,不像SLS/Orion。

类似这样的事情——因为如果我们不得不依赖SLS/猎户座将人类送到月球上,那么一个永久性的、经济上可持续的、不断扩大的月球基地就不可能发生。这实在是太贵了,NASA的预算还没有大幅增加。

终于可以买到eVTOL了(很快)

你不需要飞行员执照就能驾驶Opener的BlackFly

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一架拥有两个机翼和八个螺旋桨的不同寻常的飞机在白雪覆盖的平原上飞行。

2019年11月,来自Opener的BlackFly eVTOL飞机在加拿大萨斯喀彻温省完成了试飞。

开瓶器

如果电动垂直起飞而起降飞机确实为交通运输带来了革命性的变化,2011年10月5日这一天可能会在航空界流传下去。就在那一天,一位名叫马库斯·冷(Marcus Leng)的退休机械工程师驾驶一架自制eVTOL飞过他位于安大略省沃克沃斯(Warkworth)的前院。他的妻子和几个朋友都吓了一跳。

“所以,我们起飞了,飞到离地6英尺高的地方,把飞机朝我妻子和当时在那里的两对夫妇飞去,他们躲在汽车后面保护自己,我决定在汽车前面打滑停车。没有人想到会发生这种事,”冷锋回忆道

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