
4.2K 觀看·2024年2月17日 #重返月球 #阿提米絲計畫 #阿耳忒弥斯计划 最近美國宇航局NASA說,人類重返月球項目阿提米絲計畫將推遲,首次載人繞月飛行的阿提米絲2號任務從2024年延後到2025年9月,阿提米絲3號載人登月任務也將推遲到2026年執行。NASA表示,延期的原因是團隊要克服計畫中相關的開發挑戰,包括與私營公司的合作,以及一些還沒經過大規模測試的太空船和技術。
美國希望在地球軌道之外建立人類的長期居住地,包括構建一個環繞月球的太空站和一個月球基地。被稱為人類重返月球的阿提米絲計畫,與首次登月的阿波羅計畫,還是有很大不同的。
阿提米絲計畫目前有三個階段的任務,第一階段阿提米絲1號任務是無人飛行器「獵戶座飛船」繞月飛行,已經在2022年11月到12月完成了;第二個階段阿提米絲2號任務是首次載人繞月飛行,第三階段阿提米絲3號,任務是實現太空人登月。
阿提米絲計畫首先獲得關注的是獵戶座飛船,這個飛船是將太空人送到月球的主力,將搭載太空人沿著一條復雜的軌道實現繞月並返回地球。2022年11月執行的阿提米絲1號任務,獵戶座飛船進行了無人測試,在地月空間停留了三周半,然後返回地球。
作為人類登陸月球的登陸器,SpaceX的星艦在2023年兩次試飛都失敗了,目前第三次試飛的準備已經就緒。星艦的目的是運送太空人往返月球表面,NASA計畫用它作運載工具,在2026年和2028年執行阿提米絲3號和4號任務。
這次延期還有一個重要原因,就是新太空服的研發需要更多的時間。NASA與公理太空共同打造的新一代登月太空服,未來阿提米絲任務重返月球時,太空人就要穿著這件太空服在月球南極活動了。雖然說是太空服,但在設計上它其實更像一個人形的太空船。
00:00 NASA推遲重返月球項目
01:12 關鍵系統進度滯後 GAO認為登月應推遲
03:30 阿提米絲計畫與阿波羅計畫不同
06:36 獵戶座飛船
08:27 星艦登陸器
12:15 新型太空服
#重返月球 #阿提米絲計畫 #阿耳忒弥斯计划#獵戶座飛船 #星艦 #宇宙探索 #NASA #SpaceX #阿提米絲協議#阿波羅計畫 #阿波羅登月 #商業航天 #商業載人飛行 #太空服 #宇航服 #艙外活動服
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最近美國宇航局NASA說
人類重返月球項目阿提米斯計劃將推遲
首次載人繞月飛行的阿提米斯二號任務
從2024年延後到2025年9月
阿提米斯三號載人登月任務也將推遲到2026年執行
NASA表示延期的原因
是團隊要克服計劃中相關的開發挑戰
包括與私營公司的合作
以及一些還沒有經過大規模測試的太空船和技術
作為人類登陸月球的登陸器
SpaceX的星艦在2023年兩次試飛都失敗了
目前第三次試飛的準備已經就緒
如果FAA能發放許可證的話
在二月底前星艦將進行第三次試飛
今天我想來聊聊阿提米斯登月計劃被推遲的話題
美國希望在地球軌道之外建立人類的長期居住地
包括構建一個環繞月球的太空站和一個月球基地
阿提米斯計劃是人類再次返回月球
然後再啟動通往火星的長途旅行計劃
同時為了建立太空和月球表面的共同規範
由美國主導制定了月球探勘和月球資源利用的原則
被稱為阿提米斯協議
截至2023年底已經有33個國家簽署了阿提米斯協議
阿提米斯計劃目前有三個階段任務
第一階段阿提米斯一號任務是無人飛行器
獵狐座飛船繞月飛行
已經在2022年11月到12月完成了
第二個階段阿提米斯二號任務是首次載人繞月飛行
第三階段阿提米斯三號任務是實現太空人登月
美國政府問責局GAO在2023年11月的報告中指出
NASA及其承包商面臨著載人著陸系統
太空服等項目研發的挑戰
因此問責局認為
阿提米斯三號載人登月任務將不早於2027年實施
問責局認為當前面臨的挑戰主要有
第一是激進的時間表
載人著陸系統計劃在79個月內完成開發
這比NASA重大項目的平均用時短了13個月
問責局認為比NASA重大項目的平均速度快一年以上是不現實的
第二個挑戰是關鍵里程碑事件延遲
截至2023年9月
載人著陸系統有8個關鍵里程碑事件
被推遲了至少6個月
延遲的部分原因是星艦機程飛行測試推遲和失敗
第三個挑戰是載軌加入技術進展有限
SpaceX公司需要為登月任務開發載軌推進機存儲和傳輸能力
但在這方面的技術只取得了有限的進展
第四是太空服設計的挑戰
公立太空公司正在利用NASA先前的工作成果
開發現代化的太空服務
但要解決設計挑戰仍有大量的工作要做
被稱為人類重返月球的阿提米斯計劃
與首次登月的阿波羅計劃還是有很大不同的
首先是兩者的目標不同
阿波羅計劃只是為了展現美國的航天能力
他選擇的登月區域主要是位於月球表面的赤道附近
後來這片區域也被稱為阿波羅登月區
這樣的選擇是確保在各種光照的條件下
太能電池都能夠提供足夠的能源供應
而阿提米斯計劃的主要目標之一
是在月球上建立可持續的人類基地
甚至以此為中轉站前往更遠的深空
因此新的登月任務把目標放在了月球的南極
南極地區被認為是月球上最有可能存在水冰的區域
不管是對於人類居住還是未來深空探索
月球水資源對提供飲用水和燃料都至關重要
水還可以分解為氫氣和氧氣
也正因此
NASA計劃最早在今年下半年向月球發送鑽冰探測車
後續的人類太空人登月任務之一也是尋找水資源
其次是經濟成本和安全風險不同
阿波羅計劃誕生於美蘇軍備競賽時期
1961年4月
蘇聯太空人加加林乘坐東方一號飛船成功進入太空
成為世界上第一位太空人
受此刺激
當時的美國總統肯尼迪一個月之後就正式宣佈了阿波羅計劃
在1968年到1972年期間
NASA共進行了九次載人月球任務
其中六次成功著陸
12名太空人登上了月球表面
不過阿波羅計劃充滿了巨大的風險
著名的阿波羅一號事故發生在地面測試階段
突發的大火導致了三名太空人喪生
阿波羅11號任務當中
儘管巴姆斯特朗成功踏上了月球
但在返回地球時遭遇了點火開光故障
此外阿波羅12號13號15號等任務也都經歷了重大事故
除了安全代價
阿波羅計劃的巨額成本開支也是其他項目無法比擬的
這個計劃總花費達到了255億美元
相當於現在的1500多億美元
而如今的NASA已不再擁有像阿波羅計劃那樣的無限資金和權力支持
他們更多的是與私營公司合作來降低成本和開發風險
NASA也無法容忍高風險性
必須明晰的評估每一個子系統的風險
在這一背景下誕生的阿提米斯計劃
被視為一個可持續的項目
能夠以更為經濟的成本
更先進的技術和更加安全的方式抵達月球
與阿波羅計劃相比
阿提米斯計劃在技術創新和重複使用方面表現更為可靠
項目持續時間越長
成本也將相應下降
阿提米斯計劃首先獲得關注的是獵戶座飛船
這個飛船是將太空人送到月球的主力
將搭載太空人沿著一條複雜的軌道
實現繞月並返回地球
2022年11月執行的阿提米斯一號任務
獵戶座飛船進行了無人測試
在地月空間停留了三週半
然後返回地球
獵戶座飛船進行了繞月飛行
最靠近月球的時候
距離月球表面只有大約130公里
還傳回清晰的月球後背照片
獵戶座飛船的外形與阿波羅飛船相似
但內部空間比阿波羅飛船大了2.5倍
最多可以容納六名太空人
採用了電腦、電子、衛生系統、推進系統
及熱防護系統等領域的諸多最新技術
因為獵戶座飛船隻是運送太空人
並沒有登陸月球的任務
所以只有載人艙和服務艙
執行完阿提米斯一號任務
獵戶座飛船返回之後
NASA的研究團隊發現
飛船在重返大氣層期間
隔熱罩上的材料受到的侵蝕比預期更嚴重
但不會危及飛船
因為隔熱罩防燒屍材料仍有相當大的餘量
當飛船以極高的速度重新進入地球大氣層時
與空氣摩擦會產生高溫
前面的隔熱罩需要經受超過5000華氏度的溫度
相當於2760攝氏度
NASA預計將在今年春末初步找出根本原因
給出解決方案
此外
獵戶座飛船的生命支持系統的閥門也被發現
有設計缺陷
這些電子設備將影響航天器生命支持系統的許多部分
包括去除二氧化碳的系統
NASA最終決定更換這些電子設備
這需要相當長的時間才能做到
作為人類登陸月球的著陸器
SpaceX的星艦在2023年兩次試飛都失敗了
星艦的目的是運送太空人往返月球表面
NASA計劃用它做運載工具
在2026和2028年執行阿提米斯三號和四號任務
星艦火箭總長度大約120米
有兩部分組成
分別是第一級的超級重型火箭推進器和上面級的星艦飛船
近地軌道運力超過100噸
它的終極目標是將貨物與太空人送往地球軌道
月球
火星
甚至更遠的深空
同時可以全面重複使用
SpaceX公司正在緊鑼密鼓的籌備星艦的第三次試飛
2月10號
SpaceX將50米高的星艦飛船S-28
堆放在超級重型推進器的壁石上面
這意味著SpaceX已經準備好了星艦的第三次測試飛行
上面級星艦飛船S-28已經在2023年12月20號
進行了全發動機靜態點火實驗
為下一次試飛做好了準備
SpaceX計劃在未來幾週內進行發射
前提是美國聯邦航空管理局FAA的許可證及時到位
星艦的第二次試飛是在2023年11月18號進行的
第二級星艦飛船與第一級超級重型火箭推進器成功進行了熱分離
雖然最後以爆炸告終
但表現超出預期
SpaceX公司的創辦人兼首席執行官馬斯克近日透露
星艦第二次試飛失敗的原因是裝載了過多的燃料
不得不從飛船中排出過量的氧氣
如果星艦試飛時使用了實際有效載荷進行軌道運輸的話
可以避免爆炸發生
星艦的第一次試飛是在2023年4月進行的
當天星艦飛船的最高高度只達到了40公里
升空大約四分鐘後就在墨西哥灣上空爆炸解體了
而火箭發射臺也因為發動機的火焰衝擊力
遭受了嚴重的破壞
在星艦第二次試飛前
CLSS對星艦系統做了超過1000項的改進和升級
其中重要的改進主要集中在三個方面
首先對發射臺和地基進行了全面的修補
在發射臺下面安裝了一整套夾層洪水冷卻系統
整個發射臺底部都被鋼板覆蓋着
鋼板當中有中空的夾層和流道
發射時夾層中會有大量的冷卻水流過
快速的帶走發動機噴流的巨大熱量
同時鋼板根據發動機分佈設置有大量的噴水孔
發射時噴出水幕起到降溫降噪的作用
其次是SpaceX改進了星艦底部的密封和防熱措施
還將星艦的負責火箭發動機擺動的液壓作動器改爲電力驅動的作動器
從而進一步減輕了發動機重量
SpaceX還改進了猛禽發動機
隨着猛禽發動機推力的增加
星艦的第二次發射將起飛時間從六秒縮短到兩秒
減少了對發射臺的充實
第三是將第一級和第二級的冷分離改進爲熱分離
所謂的熱分離其實就是在第一級超級重型推進器發動機大部分已經關機
而且兩級還沒有分離的狀態下
直接點燃第二級發動機
利用二級發動機的噴流
直接將火箭兩級噴開
從而達到一二級分離的效果
採用熱分離主要是因爲星艦的上面級太重了
用冷分離無法推開
這導致了第一次試飛的失敗
這次延期還有一個重要原因
就是新太空服的研發需要更多的時間
NASA與功利太空共同打造的新一代登月太空服
未來阿提米斯任務重返月球時
太空人就要穿着這件太空服在月球南極活動了
雖然說是太空服
但在設計上
它其實更像一個人形的太空船
這個太空服背後的揹包向一側打開後露出了一個洞
太空人將手腳由背後的這個洞穿入之後
再由另一名太空人協助將背後的揹包蓋蓋上
這件新太空服除了可以讓太空人更加自如的活動之外
同一件太空服也可以適應不同的體型大小
由於美國這次返回月球
首度由女性參與登月
這樣的設計可以減少爲不同體型定製的麻煩
由於阿提米斯預計登陸的南極地區處於暗無天日的狀態
可能幾千萬年
甚至幾億年來
隕石坑的深處都沒有受過太陽的照射
因此太空服會格外注重隔熱和保暖
當然這並不是NASA唯一在開發中的太空服
其他像艙內活動的服裝以及軌道上的艙外活動服
都在重新設計的過程中
前NASA太空人麻省理工學院航空航天學教授
傑弗瑞·埃倫·呼夫曼表示
計劃延期並不意外
因爲仍有很多事情要做
他指出
與二十世紀六十年代和七十年代的太空競賽相比
NASA今天相對微薄的預算是延誤的原因之一
NASA投入阿波羅計劃的預算相當巨大
我們有四十萬人蔘與阿波羅計劃
而NASA現在的資源遠遠不及當時
他們不會在準備就緒之前欣然發射
因爲太空人的安全至上
好了
今天就聊到這裏
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