SpaceX 火箭攜私人月球著陸器、NASA 軌道器升空

2月27日,據(jù)報(bào)道,SpaceX 的獵鷹 9 號(hào)火箭從美國國家航空航天局(NASA)肯尼迪航天中心(KSC)發(fā)射升空,將 Athena 私人探測器和 NASA 的月球先鋒(Lunar Trailblazer)軌道器送入太空。

SpaceX 火箭攜私人月球著陸器、NASA 軌道器升空

Athena 探測器由總部位于休斯頓的太空飛行公司 Intuitive Machines 制造,搭載了 10 臺(tái) NASA 科學(xué)儀器,其中許多旨在尋找月球水冰的跡象,月球先鋒軌道器則將在更高的軌道上開展類似工作。這些任務(wù)對 NASA 至關(guān)重要,因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)計(jì)劃通過其阿爾忒彌斯計(jì)劃在月球上建立一個(gè)人類居住點(diǎn)。

NASA 科學(xué)任務(wù)局副主任 Nicky Fox 在發(fā)射前的新聞發(fā)布會(huì)上表示:“我們對技術(shù)演示所交付的科學(xué)成果感到非常興奮,這將為人類重返月球以及前往火星的旅程做好準(zhǔn)備。”

獵鷹 9 號(hào)火箭點(diǎn)火升空大約 8.5 分鐘后,火箭的第一級(jí)助推器成功返回地球,并在 SpaceX 的“引力不足”號(hào)無人船上按計(jì)劃著陸。這是獵鷹 9 號(hào)助推器(B1083)的第九次發(fā)射和著陸。

火箭的上級(jí)繼續(xù)飛行,于發(fā)射后 43.5 分鐘將 Athena 送入月球轉(zhuǎn)移軌道,隨后在四分鐘后按計(jì)劃部署了月球先鋒軌道器。

Athena 的任務(wù)被稱為 IM-2,因?yàn)檫@是 Intuitive Machines 在過去兩年內(nèi)第二次向月球發(fā)射探測器。IM-2 是 NASA 商業(yè)月球有效載荷服務(wù)(CLPS)計(jì)劃的一部分,該計(jì)劃旨在通過商業(yè)合作將科學(xué)和技術(shù)設(shè)備送往月球。

Athena 的雄心勃勃的任務(wù)集中在月球南極的水冰和其他資源上,并探索未來任務(wù)利用這些資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)太空居住的可能性 —— 這一過程被稱為原位資源利用(ISRU)。為了實(shí)現(xiàn) IM-2 的所有目標(biāo),探測器攜帶了兩輛輔助車輛:一輛名為 MAPP(移動(dòng)自主勘探平臺(tái))的迷你探測車,由科羅拉多州的 Lunar Outpost 公司制造;以及一個(gè)名為 Grace 的 Intuitive Machines“跳躍”機(jī)器人,其將通過跳躍探索著陸點(diǎn)周圍的區(qū)域。

IM-2 任務(wù)是在 Intuitive Machines 的歷史性首次任務(wù) IM-1 之后僅一年多的時(shí)間內(nèi)發(fā)射的。IM-1 探測器“奧德修斯”于 2024 年 2 月發(fā)射,也是 CLPS 任務(wù)的一部分。奧德修斯成功著陸月球表面,成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)軟著陸的私人航天器。然而,由于著陸速度過快,探測器的一條著陸腿折斷,導(dǎo)致其在著陸時(shí)翻倒,進(jìn)而阻擋了高增益天線,使得 NASA 未能收集到部分預(yù)期數(shù)據(jù)。

“這次,我們希望能夠更精準(zhǔn)地著陸?!盜ntuitive Machines 太空系統(tǒng)高級(jí)副總裁 Trent Martin 在發(fā)射前對 Space.com 表示。

Athena 將前往月球的蒙斯蒙通地區(qū),科學(xué)家們認(rèn)為那里有足夠的水冰沉積物可供 ISRU 研究。如果一切順利,探測器將在四到五天后進(jìn)入月球軌道,隨后在 1.5 到三天后著陸,并在月球表面運(yùn)行約 10 個(gè)地球日。

探測器的主要科學(xué)設(shè)備被稱為 PRIME-1(極地資源冰開采實(shí)驗(yàn) 1),包括兩個(gè)獨(dú)立的儀器:用于探索新地形的表巖屑冰鉆(TRIDENT)和用于觀察月球操作的質(zhì)譜儀(MSolo)。這對儀器將協(xié)同工作,收集并分析從月球表面以下回收的樣本。TRIDENT 可以從高達(dá) 1 米的深度提取材料,而 MSolo 將測試樣本中的化合物,如水和二氧化碳。

IM-2 的“跳躍”機(jī)器人 —— 以開創(chuàng)性計(jì)算機(jī)科學(xué)家和數(shù)學(xué)家格蕾絲?霍珀命名的 Grace,被設(shè)計(jì)為在 Athena 著陸區(qū)附近約 1.6 公里范圍內(nèi)進(jìn)行探索。Grace 將利用其推進(jìn)器、慣性測量單元、星體跟蹤器、激光雷達(dá)和態(tài)勢感知相機(jī)從一個(gè)位置跳到另一個(gè)位置。其主要目標(biāo)之一是附近隕石坑的永久陰影區(qū) —— 這種環(huán)境是輪式探測車無法探索的。

隕石坑底部將超出 Grace 與 Athena 通信所需的視線范圍。MAPP 探測車將填補(bǔ)這一通信空白,因?yàn)槠渑鋫淞嗽虑蚴讉€(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。MAPP 將在月球表面部署,測試月球表面通信系統(tǒng)(LSCS)的高速、長距離通信能力。SCLS 由諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā),使用現(xiàn)有 4G / LTE 網(wǎng)絡(luò)中已有的組件。

Athena 還配備了一個(gè)激光反射器陣列(LRA)—— 八個(gè)固定在著陸器上的鏡子,用于測試激光光線的反射,以便為軌道和接近的航天器提供更精確的定位。這一概念類似于幫助引導(dǎo)飛機(jī)降落的跑道反射器,且 LRA 無需電源或機(jī)械控制即可運(yùn)行。

與此同時(shí),月球先鋒軌道器將進(jìn)入月球軌道,開始繪制月球表面的水冰沉積物地圖。NASA 表示,該探測器的數(shù)據(jù)將與 Athena 儀器收集的近距離信息相輔相成,尤其是 PRIME-1 任務(wù)的數(shù)據(jù)。

“這將使我們能夠?qū)?PRIME-1 任務(wù)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行情境化,并擴(kuò)展到月球其他可能的區(qū)域?!痹虑蛳蠕h軌道器首席研究員 Bethany Ehlmann 在發(fā)射前表示。

NASA 最初以 4700 萬美元(IT之家備注:當(dāng)前約 3.41 億元人民幣)購買了 IM-2 任務(wù),但由于 NASA 在多年間提出的一系列變更要求,如從 Athena 的一個(gè)儀器獲取溫度數(shù)據(jù)等,任務(wù)費(fèi)用增加到了 6250 萬美元。

Athena 抵達(dá)月球軌道后,將不會(huì)孤單。IM-2 和月球先鋒軌道器是 2025 年迄今第三和第四次月球任務(wù)。Firefly Aerospace 的“藍(lán)幽靈”號(hào)任務(wù)和日本 ispace 公司的“韌性”號(hào)著陸器均于 1 月發(fā)射前往月球,F(xiàn)irefly 的“藍(lán)幽靈”號(hào)計(jì)劃在 Athena 著陸前的幾天內(nèi)抵達(dá)月球表面。

“藍(lán)幽靈”號(hào)任務(wù)也屬于 NASA 的 CLPS 計(jì)劃,將向月球表面運(yùn)送一套不同的 NASA 科學(xué)和技術(shù)有效載荷。而“韌性”號(hào)并未搭載 NASA 的有效載荷,但 NASA 已與 ispace 簽訂合同,要求其為 NASA 收集月球表巖屑(月球土塵),NASA 將擁有該樣本的所有權(quán),盡管目前沒有將其帶回地球的計(jì)劃。

Athena 和月球先鋒軌道器并非獵鷹 9 號(hào)火箭今天唯一送入太空的航天器?;鸺€搭載了由小行星采礦公司 Astroforge 制造的“奧丁”號(hào)航天器,以及由 Epic Aerospace 提供的 CHIMERA GEO 1 軌道轉(zhuǎn)移飛行器。

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