29 9 月, 2022

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微波大小的航天器将测试地球和月球之间的新轨道

这颗名为A的小卫星 立方体卫星,大约有微波炉那么大,重量只有 55 磅(25 公斤),但它将是第一个测试绕月独特轨道的人。 CubeSat 将作为“门户”的探路者,这是一个月球前哨,将作为宇航员在地球和月球之间的中转站。

被称为日冕近端直角轨道的轨道非常细长,为远程任务提供了稳定性,同时需要很少的能量来维持——这正是网关所需要的。 轨道位于月球和地球引力的平衡点。

该任务被称为 Cislunar 自主 GPS 技术操作和导航体验,也被称为 CAPSTONE,计划于美国东部时间 6 月 27 日星期一早上 6 点从发射台升空。 CubeSat 将搭载 Rocket Lab 的 Electron 火箭从该公司位于新西兰的 Launch Complex 1 发射。

一旦CAPSTONE发射,它将在三个月内到达其轨道点,然后在轨道上度过接下来的六个月。 该航天器可以提供更多有关门的功率和推力要求的数据。

CubeSat 轨道每 7 天将把航天器带到距离其最近走廊的一个月球极点 1,000 英里(1,609.3 公里)的范围内,以及距离另一个极点 43,500 英里(70.006.5 公里)的范围内。 使用这个轨道对于进出大门的航天器来说会更节能,因为它比更多的圆形轨道需要更少的推力。

微型航天器还将用于测试该轨道的地球通信能力,该轨道具有清晰的地球视野,同时提供月球南极的覆盖——预计第一批阿耳忒弥斯宇航员将于 2025 年在该处着陆。

美国宇航局的月球勘测轨道器已绕月球运行 13 年,将为 CAPSTONE 提供参考点。 这两个航天器将直接相互通信,使地球上的团队能够测量每个航天器与 CAPSTONE 位置的家之间的确切距离。

两艘航天器之间的合作可以测试 CAPSTONE 的自主导航软件,称为 CAPS,或 Cislunar 自主定位系统。 如果该软件按预期工作,则未来的航天器可以使用它,而无需依赖地球的跟踪。

位于休斯顿约翰逊航天中心的美国宇航局探索任务规划办公室主任 Nujoud Merancy 说:“CAPSTONE 任务不仅是对 Gateway 的重要介绍,也是对猎户座飞船和人类着陆系统的重要介绍。” “Gateway 和 Orion 将使用来自 CAPSTONE 的数据来验证我们的模型,这对于运营和未来的任务规划至关重要。”

用于大任务的小卫星

美国宇航局空间技术任务理事会小型航天器技术项目经理克里斯托弗贝克说,CAPSTONE 任务是一项快速、低成本的演示,旨在帮助为未来的小型航天器奠定基础。

可以以较低成本快速组装和发射的小型任务意味着他们可以抓住更大、更昂贵的任务所不能抓住的机会。

“通常在飞行测试中,你从失败中学到的东西比你从成功中学到的更多。我们可以承担更大的风险,知道有失败的可能性,但我们可以接受失败,以便转向先进的能力。” “在这种情况下,失败是一种选择。”

从较小的 CubeSat 任务中吸取的教训可能会在未来使更大的任务受益——而且 CubeSats 已经开始从低地球轨道确定更具挑战性的目的地。

2018 年,当美国宇航局的洞察号着陆器进行近七个月的火星之旅时,她并不孤单。 两个手提箱大小的宇宙飞船,名为 MarCO跟随 InSight 的旅程。 它们是第一颗飞入深空的立方卫星。

在 InSight 进入、着陆和着陆过程中,MarCO 卫星从探测器接收和运输,让 NASA 知道 InSight 安全地在这颗红色星球的表面。 它们被命名为 EVE 和 WALL-E,代表 2008 年皮克斯电影中的机器人。

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小型卫星到达火星并在 InSight 后面穿越太空的事实让工程师们兴奋不已。 洞察号着陆后,立方体卫星继续飞越火星,但到年底就沉寂了。 但 MarCO 是对 CubeSats 如何完成更大任务的绝佳测试。

这些小而强大的航天器将在 9 月再次发挥辅助作用,届时 DART 任务或双小行星重定向测试将故意与 Demorphos 相撞,因为它围绕近地小行星 Didymos 运行,以改变小行星在太空中的运动。

碰撞将被记录 LICIACube,或用于小行星成像的意大利光立方,这是意大利航天局提供的随附立方卫星。 CubeSat 在 2021 年 11 月发射的 DART 上旅行的大小相当于一个公文包,并将在撞击前从它发布,以便它可以记录正在发生的事情。 撞击后三分钟,Dimorphos 将驾驶 CubeSat 拍摄照片和视频。 碰撞的视频将被传回地球。
Artemis I 号任务还将携带三个谷物盒大小的立方体卫星 这打断了进入深空的旅程。 另外,小型卫星将测量月球南极的氢并绘制月球上的水沉积图,进行月球飞行,并研究来自太阳的粒子和磁场。

更实惠的任务

CAPSTONE 任务建立在 NASA 与 Rocket Lab、Stellar Exploration、Terran Orbital Corporation 和 Advanced Space 等商业公司的合作基础之上。 月球任务是使用创新的研究合同为小型企业以固定价格建造的——在不到三年的时间内,花费不到 3000 万美元。

大型任务可能花费数十亿美元。 根据美国宇航局监察长办公室的评估,目前正在探索火星的恒心漫游者的成本超过 20 亿美元,而阿尔忒弥斯一号任务的成本为 41 亿美元。

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贝克说,这些类型的合同可以增加前往月球和其他目的地的小型、负担得起的任务的机会,同时为未来的月球作业建立商业支持框架。

贝克希望小型航天器任务能够加快太空探索和科学发现的步伐——而 CAPSTONE 和其他 CubeSat 只是一个开始。

更正:这个故事的早期版本包含不正确的发布日期。

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