本文介绍了美国国家航空航天局（NASA）的“门户”（Gateway）计划，该计划是NASA阿耳忒弥斯（Artemis）任务的一部分，旨在将人类送回月球并为首次载人火星任务做准备。以下是详细总结：
### 1. 引言
- **计划背景**：NASA的“门户”计划是一项国际合作项目，旨在建立人类首个绕月空间站，这是阿耳忒弥斯任务的关键组成部分。月球轨道上的长期、多用途平台是阿耳忒弥斯架构的关键特征，该架构源于月球到火星的战略和目标。
- **“门户”的作用**：它将是一个有人值守的月球轨道空间站，作为人类探索月球表面的中转站和科学利用平台。初期任务包括30天的载人任务，用于组装“门户”组件、进行月球表面任务和开展科学研究。它还将是深空运输的港口，包括往返月球表面的着陆器以及前往月球以外目的地（如火星）的航天器。其独特的近直线晕轨道（NRHO）将促进全年的深空科学和技术演示，该轨道由NASA的CAPSTONE任务进行探索验证。
### 2. “门户”概述
- **管理与治理** - **管理机构**：由位于得克萨斯州休斯敦的NASA约翰逊航天中心管理，包含多个由美国各地NASA中心和国际合作伙伴领导的项目或模块。
- **审批流程**：2018年获得NASA总部的采购策略批准，2019年初获得进入制定阶段的授权，并于2019年初在约翰逊航天中心设立了项目办公室。多个项目已完成初步设计评审（PDR）和关键设计评审（CDR）。
- **国际合作** - **合作基础**：建立在几十年的国际合作基础上，是国际空间站合作的延伸。美国政府与合作伙伴政府通过谅解备忘录（MOU）确立合作关系，这些MOU基于国际空间站政府间协议（IGA）。除俄罗斯外的国际空间站合作伙伴都参与了“门户”计划。
- **合作伙伴贡献** - **欧洲航天局（ESA）**：2020年10月与NASA签署协议，提供居住和加油模块、增强月球通信以及为猎户座飞船提供两个欧洲服务模块。其中，国际居住模块（I - Hab）将增强科学研究、生命支持系统和居住能力；加油模块将包括观察窗口；增强的HALO月球通信系统（HLCS）将与居住和后勤前哨站（HALO）模块集成。
- **加拿大航天局（CSA）**：2020年12月与NASA签署协议，提供先进的外部机器人技术，包括下一代机械臂Canadarm3，以及为“门户”模块提供机器人接口，用于安装有效载荷。
- **日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）**：2020年12月与NASA达成协议，为I - Hab提供环境控制和生命支持系统、电池、热控制和成像组件等关键能力，并通过HTV - XG航天器提供后勤补给。
### 3. “门户”组件进展
- **“门户”初始能力** - **动力与推进单元（PPE）和居住与后勤前哨站（HALO）** - **PPE**：是一个60千瓦的太阳能电力推进航天器，由NASA格伦研究中心管理，由Maxar Technologies公司承建。2021年7月完成初步设计评审，2022年春季开始对推进系统进行测试，2023年夏季与Aerojet Rocketdyne公司完成下一阶段测试，预计2023年进行关键设计评审。
- **HALO**：是宇航员居住和研究的场所，由NASA约翰逊航天中心管理，由Northrop Grumman公司承建。2021年夏季完成初步设计评审，2022年夏季完成关键设计评审，目前正在意大利进行结构焊接，后续将进行静态载荷测试和耐压测试，然后运往美国进行组装。2021年2月，NASA选择SpaceX为PPE和HALO提供发射服务，预计2025年10月之后由猎鹰重型火箭发射。
- **科学载荷**：包括欧洲辐射传感器阵列（ERSA）、日地物理环境与辐射测量实验套件（HERMES）和欧洲航天局内部剂量计阵列（IDA）等，用于监测辐射和研究太阳粒子等。
- **深空物流和“门户”物流服务** - **项目管理**：由肯尼迪航天中心管理的深空物流（DSL）项目办公室负责，包括“门户”物流服务（GLS）合同管理。2020年3月，NASA选择SpaceX作为第一个美国商业供应商。目前正在进行相关研究，包括分析物流任务所需能力和规划。
- **国际合作**：DSL与JAXA合作分享经验，共同开发HTV - XG物流补给船，并与CSA和SpaceX合作确保Canadarm3与未来物流工作的兼容性。
- **I - Hab和ESPRIT** - **I - Hab**：由欧洲航天局提供，目前在意大利的TAS - I进行制造，主要结构元件正在组装和焊接。JAXA的环境控制和生命支持系统设计正在进行，2023年夏季完成初步设计评审，二氧化碳去除系统正在进行关键部件测试。
- **ESPRIT**：即欧洲提供加油、基础设施和电信系统，包括HALO月球通信系统（HLCS）和ESPRIT加油模块。ESPRIT加油模块将为PPE提供额外燃料，目前正在进行相关技术开发和测试，模块尺寸和功能有所改进。
- **“门户”外部机器人系统** - 由加拿大航天局提供先进的外部机器人系统（GERS），包括Canadarm3机械臂和机器人接口（GERI）。Canadarm3可移动到“门户”外部许多部位，用于维护、停靠和检查车辆以及安装科学载荷。GERI于2022年夏季完成初步设计评审，Canadarm3于2023年1月完成系统需求评审，预计2024年初完成初步设计评审，并通过“门户”物流飞行交付。
- **气闸**：“门户”集成航天器需要气闸模块（ALM），它将是一个多用途元素，提供载人太空行走能力，并支持科学研究和日常操作。截至2023年9月，NASA正在与一个国际实体讨论提供气闸模块事宜。
- **车辆系统管理器软件**：“门户”的车辆系统管理器（VSM）软件将使“门户”能够自主运行。2023年9月完成关键设计评审，下一个重要里程碑是2024年12月的测试准备评审（TRR）。
### 4. 总结
- “门户”将为月球探索提供前所未有的机会，促进可持续探索。其首个组件正在世界各地制造，未来一年将忙于初始组件的组装、集成和测试，以及后续组件的建设和设计。
- “门户”计划象征着NASA国际和商业合作向深空的扩展，在建立人类首个绕月永久前哨站方面取得了重大进展。
