NASA 的 Moon to Mars 项目和 Artemis 月球计划在 2019 年取得大幅进展

2019 年即将结束,NASA 于 2019 年 12 月 24 日在其官网发布了一篇文章[1],详细介绍了 Moon to Mars 项目和 Artemis 月球计划等在 2019 年取得的进展。下面的内容即是根据该文章整理而成。

2019 年是人类太空探索历史上值得纪念的一年,这一年是 Apollo 11 登陆月球 50 周年。同样是在 2019 年,NASA 确立了一项重大计划——在 2024 年的时候把第一位女性和下一位男性送上月球,这个计划的名称为 “Artemis”.

通过 Moon to Mars 项目, Artemis 计划在 2019 年获得了美国国会两党、宇航公司以及国际上包括加拿大、澳大利亚、日本和欧洲空间局在内的国家和组织的大力支持。

NASA 局长 吉姆·布莱登斯汀 (Jim Bridenstine) 说:“2019 年将会是难忘的一年,因为这一年我们开始建造了用于 Artemis 计划的航天器的硬件设备,这使得 Artemis 计划真正走向了现实。美国的商业公司和国际合作伙伴正站在一起并且从未如今天这样努力工作以确保我们能快速、可持续地探索月球,我们正以此为基础使人类迈向下一次巨大飞跃——登陆火星。Artemis 计划是今年万众瞩目的焦点,而且 NASA 在 2019 年继续展示着在太空领域的领导性地位,包括 2019 年新视野号历史性地飞跃了柯伊伯带、国际空间站首次全女性太空行走成功完成以及开发了用于探索土星的卫星泰坦的飞行机器人。让我们拭目以待我们将在 2020 年取得的成就。”

根据一份来自公共服务伙伴关系组织 (Partnership for Public Service) 的报告,NASA 连续第九年上榜“最好的政府工作单位排行榜”。Bridenstine 说:“在过去的这一年里,我访问了我们的所有研发中心,我亲眼目睹了他们为了实现目标而付出的无与伦比的努力。我们的雇员日复一日的奉献换来了他们应得的奖励。我因能领导这样一支勇于奉献的团队而感到骄傲。是他们使 NASA 成为了最好的政府工作单位。”

2019 年,NASA 正式将新的月球探索计划命名为 “Artemis”. Artemis (中文名称为“阿尔忒弥斯”) 是希腊神话中的月亮女神,Apollo 的孪生姐妹。通过 Artemis 计划,NASA 会把新的科研设备发送到月球上开展研究,推进在 2024 年使宇航员登陆月球的计划以及在 2028 年实现在月球建立稳定基地的目标。

Credits: NASA/JPL-CalTech
火星直升机和 Mars 2020 陆地巡视器的动画

Artemis 的科学技术项目包括:
01. 启封自 50 年前阿波罗任务中宇航员从月球带回地球起就被密封的两套月岩样本并开展研究。
02. NASA 宣布将会发射一个新的名为 “VIPER” 的移动机器人去月球的南极,侦察并采样分析那个区域的冰。
03. 2019 年 02 月和 07 月的时候各进行了 12 项月球科研项目调查,共计 24 项,这些科研项目将在 Artemis 计划早期搭乘“商业月球载荷服务” (CLPS) 前往月球。
04. NASA 向商业月球交付服务商提供了“初始表面订单任务表”。
05. NASA 与五家公司签订了新的商业月球载荷服务合同,以为下一步将更多月球载荷送抵月球表面提供支持。至此,总计有 14 家公司可以向 NASA 提供服务。
06. NASA 收到了破纪录的 10,932,295 个姓名,这些来自全球各地的姓名将随着即将启程的 Mars 2020 火星陆地巡视器登陆火星。
07. 工程师们已经将火星直升机 (Mars Helicopter) 安装到了 Mars 2020 火星陆地巡视器上。当 Mars 2020 在火星 Jezero 火山口着陆后,该直升机将会被释放并开展测试飞行。
08. NASA 的国际任务团队继续评估着洞察号火星着陆器的热探针传回的数据,洞察号的地震仪也记录着火星的地震数据。
09. NASA 从美国的商业公司中选取了关系到 2028 年在月球建立可持续存在所需的技术和能力的 14 个关键点和 19 个宇航员合作机会。
10. NASA 与 Advanced Space 展开合作,开发建造一个月球轨道上的探路者立方体卫星,为后续在月球的同一个轨道上建设 NASA 的“月球网关 (lunar Gateway)”做好准备[2]
11. NASA 的好奇号火星陆地巡视器使用其搭载的火星化学实验室分析样本发现,火星大气中的甲烷和氧气浓度随着季节的变化会出现周期性的尖峰。
12. 技术传感器 (Technology sensors) 和一台氧气现场资源利用实验装置 (Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) 已经被安装到安装到 Mars 2020 火星陆地巡视器上[3]

NASA 继续推进太空发射系统火箭和猎户座飞船的研制,他们将把宇航员送往深空。

01. NASA 已经证明,猎户座飞船的发射逃逸系统可以在发射过程中出现紧急情况时确保宇航员的安全,而且用于 Artemis 首次任务 (Artemis I) 的飞船已经完成组装并运到了俄亥俄州进行模拟太空极端环境的测试,之后,该飞船将被运往位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心做发射前的最后准备工作。
02. 工程师们已经完成了用于 Artemis 首次任务的太空发射系统火箭的助推器和核心段的组装。火箭的核心段将会海运至 NASA 位于密西西比州圣路易斯湾的斯坦尼斯航天中心接受集成推进系统的 Green Run 测试,之后,核心段会在肯尼迪航天中心与猎户座飞船完成组装。
03. 肯尼迪航天中心的团队对发射平台的流体声音抑制系统和低温流体冷却系统进行了一系列测试,这套系统将在发射前把液氢液氧注入火箭中。
04. 肯尼迪航天中心的发射团队进行了针对 Artemis I 的首次发射模拟训练,位于休斯顿的 NASA 约翰逊航天中心的飞行控制团队也进行了猎户座飞船在无人状态下飞往月球的模拟训练。

Artemis II 的准备工作也已经在硬件层面启动了,进行了宇航员与太空发射系统 / 猎户座飞船的首次联合测试。NASA 和诺斯罗普·格鲁曼公司的技术人员已经对太空发射系统末端助推器的发动机做了隔热处理并完成了全部 10 台发动机的制造。NASA 还向美国的小型卫星开发商发出了征求意见建议书,以将其任务作为 Artemis II 任务的第二载荷。

Credits: NASA/Joel Kowsky
2019 年 10 月 15 日,在 NASA 位于华盛顿的总部,NASA 的太空服工程师 Amy Ross 和 NASA 局长 Jim Bridenstine 正在介绍太空服工程师 Kristine Davis, 她正穿着 NASA 新研制的舱外地面行走太空服套装 (Exploration Extravehicular Mobility Unit), 而猎户座飞船的维生系统项目主管 Dustin Gohmert 正穿着猎户座飞船的维生系统套装。

NASA 月球任务的关键设备的开发也正在进行中:

  • Artemis 登月任务的第一步就是建立名为 “Gateway” 的月球前哨站,NASA 已经为此同美国商业公司签订了合同,后者将为 Gateway 提供能源、推进力和通信。
  • 关于月球前哨站居住与后勤保障舱 (HALO) 的议价正在进行中,后勤保障舱的供应预计将在不久的将来敲定。
  • NASA 宣布了 Artemis III 任务中的宇航员太空服,包括使宇航员重返月球表面的太空服。NASA 还要求为 Artemis IV 任务提供产品的公司加大生产投入。
  • NASA 还在位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天中心宣布,其将着手管理新的人类登陆系统项目并要求相关美国公司设计、开发和演示这套人类登陆系统。

在一场席卷整个火星的沙尘暴中,NASA 失去了与机遇号火星车的联系, 2019 年 02 月 13 日, NASA 正式向这位勇敢的火星探索先驱告别。机遇号原本的预计工作时间只有 90 天,预计的行使距离不超过 1000 米,但是机遇号却超期服役了原计划 60 倍的时间,累计行使里程超过 45 千米,向地球传回了超过 217,000 张图片。

2019 年 04 月 06 日,NASA 的洞察号着陆器首次捕捉到了似乎是火星地震的声音。

本文仅供参考,如有表述不准确之处,请以原文为准。


References:
[1]. NASA’s Moon to Mars Plans, Artemis Lunar Program Gets Fast Tracked in 2019 | NASA
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-moon-to-mars-plans-artemis-lunar-program-gets-fast-tracked-in-2019
[2]. Lunar Gateway | NASA
https://www.nasa.gov/topics/moon-to-mars/lunar-gateway
[3]. This Is One Mars Rover With MOXIE | NASA
https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/this-is-one-mars-rover-with-moxie

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