维度网讯,NASA正围绕阿尔忒弥斯计划集中展开一系列测试工作,该计划源于2017年的一项总统太空探索指令,2019年由NASA正式命名,是一项涉及10个航天中心测试设施的全局性努力。
NASA人类着陆系统代理项目经理史蒂夫·克里奇(Steve Creech)表示,机构多年积累的测试能力如今正被用于推动大量研发工作,涵盖艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的电弧喷射测试与风洞测试,喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的组件测试,以及白沙测试设施(White Sands Test Facility)对猎户座(Orion)和人类着陆系统(HLS)材料的可燃性测试。克里奇还曾担任阿尔忒弥斯开发部门助理副助理局长,以及“月球到火星”项目办公室助理副助理局长。NASA设立该办公室,是因为阿尔忒弥斯被视为将人类送往火星的先导项目,但其首要目标是从2030年起在月球南极建立基地。
首次阿尔忒弥斯I无人测试飞行于2022年底进行,洛克希德·马丁(Lockheed Martin)建造的猎户座飞船搭乘波音(Boeing)制造的太空发射系统(SLS)升空并绕月飞行。今年4月,载人版阿尔忒弥斯II任务将四名宇航员送入绕月轨道并返回,其中猎户座飞船的热防护系统(TPS)成为测试重点。阿尔忒弥斯I任务中,底座隔热罩出现大块碎片脱落,其本应在再入时承受约3000°F(1650°C)高温并均匀烧蚀,但实际出现的不均匀烧蚀引发了担忧。NASA随后对隔热罩进行了彻底测试,并针对阿尔忒弥斯II改变了再入方式。克里奇称,机构正在重新测试隔热罩,以认证其可用于后续的阿尔忒弥斯III和IV任务。
今年2月,NASA局长贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)重组了阿尔忒弥斯任务计划。关键变化在于,阿尔忒弥斯III现被定位为地球轨道交会对接测试任务,用于演示SpaceX和蓝色起源(Blue Origin)正在开发的HLS。此前阿尔忒弥斯III计划在2028年或2029年进行月球着陆,而阿尔忒弥斯IV则提前至2028年,阿尔忒弥斯V也将在同年进行另一次月球着陆。所有阿尔忒弥斯任务均被视为测试飞行。克里奇表示,未来几年测试设施将非常忙碌。与阿波罗计划的一次性两级着陆器不同,阿尔忒弥斯HLS为单级且可重复使用。在2028年的两次任务前,SpaceX和蓝色起源必须在明年完成其HLS飞行器的无人测试,以演示从月面着陆和发射的能力。
与阿波罗计划相比,阿尔忒弥斯测试的一个显著变化是私营公司正在自行开展大量测试。NASA受益于这两家公司的投资及其现有的测试能力。SpaceX的HLS是其星舰(Starship)上面级的改造版本,星舰基地(Starbase)基础设施包括低温测试、热试车设施及猛禽(Raptor)发动机测试设施。蓝色起源为新格伦(New Glenn)运载火箭开发的测试基础设施也被用于蓝月Mark 2(Blue Moon Mark 2)载人着陆器BE-7发动机的研发和鉴定。蓝月货运和载人着陆器将由新格伦火箭发射,其上面级BE-3U发动机曾在NASA马歇尔航天飞行中心(Marshall Space Flight Center)的测试台上点火试车。截至今年5月初,蓝色起源的蓝月Mark 1货运着陆器“耐力号”(Endurance)已在NASA约翰逊航天中心(Johnson Space Center, JSC)的热真空室A内完成测试,计划通过NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)项目向月球运送有效载荷。
可燃性测试在白沙测试设施进行,旨在确保乘员舱材料满足要求,并缓解潜在的短路等风险。人类航天专家公理太空(Axiom Space)正在为NASA开发公理舱外移动单元(AxEMU)宇航服,今年2月完成了模拟月面沙坑环境和水下测试,其中水下测试利用了JSC的中性浮力实验室(Neutral Buoyancy Laboratory)。去年年底,AxEMU在德克萨斯州圣安东尼奥的KBR航空航天环境防护实验室(AEPL)热真空室内完成了无人真空测试。
SLS的上面级也发生了变化,原临时低温推进级(ICPS)被替换为来自ULA火神(Vulcan)火箭的半人马座V(Centaur V)上面级,该上面级已飞行四次。克里奇表示,半人马座V已完成结构测试,以验证其满足SLS载荷要求。SLS芯级此前已进行过相当于Block 1B的载荷结构测试。数据采集在测试活动中扮演核心角色,从组件级实验室工作到飞行仪表监测。阿尔忒弥斯I飞行中,飞行器携带了数千个研发飞行仪表(DFI)传感器,用于监测环境。阿尔忒弥斯II发射前,NASA肯尼迪的电气开发实验室使用数据采集系统评估了电池性能。飞行后,工程师正在评估来自航天器、SLS和发射系统的遥测数据,这些工作将直接用于新定义的阿尔忒弥斯III任务剖面及硬件认证路径。
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