美国国家航空航天局(NASA)的阿尔忒弥斯计划(Artemis Program),一项旨在重返月球并建立长期存在的重要太空探索项目,因技术挑战而再次调整了其时间表。
最新的问题集中在猎户座(Orion)宇宙飞船的关键组件 - 热防护盾上。NASA 局长比尔·尼尔森(Bill Nelson)宣布,阿尔忒弥斯II号无人绕月飞行任务预计将在 2026 年 4 月进行,而首次载人登月的阿尔忒弥斯III号任务则被推迟到 2027 年的某个时候。
技术挑战:热防护盾的问题
根据尼尔森的说法,阿尔忒弥斯计划面临的最大挑战之一在于确保宇航员的安全返回地球。在 2022 年 11 月成功完成的阿尔忒弥斯I号任务中,当猎户座宇宙飞船返回地球时,工程师们发现其热防护盾出现了意外情况:内部气体未能有效排出,导致屏蔽材料出现裂纹。这一问题引发了对宇航员安全性的担忧,并促使 NASA 决定推迟后续的任务,以便有足够的时间来改进和测试新的解决方案。
“我们已经意识到,阿尔忒弥斯计划是人类历史上最复杂、最具挑战性且需要国际协作的任务之一。”尼尔森表示,“尽管我们在多个方面取得了进展,但为了确保所有系统的绝对可靠性,我们必须解决每一个潜在的技术难题。”
针对预定于 2026 年初执行的阿尔忒弥斯II号试飞,尼尔森强调:“这是一次至关重要的试飞,它将验证所有系统在实际操作条件下的可行性。我们必须确保这次以及未来的每一次飞行都能取得圆满成功,这是阿尔忒弥斯计划成功的基石。”
保障安全:热防护盾的重要性
热防护盾对于保证宇航员的安全至关重要。在从月球返回地球的过程中,猎户座宇宙飞船将面临极端温度的变化,尤其是在再入大气层时,温度可能会飙升至约 2,700 摄氏度(5,000 华氏度)。如果热防护盾失效,宇宙飞船及其乘员将面临巨大风险。因此,这个看似简单的部件实际上成为了保护生命的屏障。
当猎户座首次遇到热防护盾问题时,工程师们迅速展开了调查,最终确定是在跳跃式引导再入过程中,加热速率上升,导致内部热量积聚和气体累积,从而引发外层裂缝。虽然事后分析表明,即使当时有宇航员在场也不会受到伤害,但 NASA 并未因此掉以轻心。工程师们正在深入研究这个问题,并致力于开发更先进的材料和技术,确保类似事件不再发生。
此外,任务规划也进行了相应调整,以优化胶囊在再入大气层到最终着陆之间的飞行路径,减少热应力的影响。这些措施不仅提高了任务的安全性,也为未来的深空探索奠定了坚实基础。
阿尔忒弥斯II号:前往月球的无人环绕任务
阿尔忒弥斯II号任务标志着向实现载人登月迈出的重要一步。该任务将是一次绕月飞行而不着陆的测试飞行,并最终返回地球。此任务的主要目的是在有宇航员参与的情况下全面测试飞船的所有系统,包括生命支持系统、导航与控制系统等。
猎户座不仅是宇航员的运输工具,也是一个多功能实验平台。它设计用于运送四名宇航员从地球出发,直至最终抵达月球。作为宇航员的“第二个家”,猎户座必须具备极高的可靠性和安全性,能够抵御来自太空环境的各种威胁。为了实现这一点,NASA 正不断改进和完善各项关键技术,确保每一项功能都达到最高标准。
【这张图片显示了 NASA 阿尔忒弥斯 III 任务的九个潜在着陆区域,每个区域都包含 50 多年来首次载人登月的多个潜在地点。九个区域的月球南极地形背景图像是由LRO(月球勘测轨道器)WAC(广角相机)图像拼接而成。(来源:美国宇航局)】
阿尔忒弥斯III号及之后
阿尔忒弥斯III号将是自 1972 年阿波罗 17 号任务以来,人类首次重返月球表面的任务。该任务将使用 SpaceX 的星舰(Starship)着陆系统,在月球南极区域进行软着陆。在此期间,至少两名船员将花费一周时间在极地采集样本、拍摄现场照片以及测量当地状况。此次任务的成功将为后续的月球基地建设和资源开发铺平道路。
长远来看,NASA 及其合作伙伴计划在月球轨道建立一个名为“门户”(Gateway)的空间站,并在月球表面部署居住设施,实现定期往返。探月者们将在月球表面开展广泛的科学研究,探索月球地质特征,并寻找可利用的自然资源。这一切努力都是为了构建一个可持续发展的月球生态系统,为未来的深空探索提供宝贵经验和数据支持。
然而,考虑到当前计划的进展情况,这些宏伟目标可能要到 2030 年代才能逐步实现。即便如此,阿尔忒弥斯计划依然是人类航天史上的一座里程碑,它不仅代表着科技的进步,更象征着全人类对未知世界的无限好奇与追求。
通过不懈的努力和持续的创新,NASA 正逐步克服重重困难,向着实现人类重返月球的伟大梦想稳步前进。
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