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北京時間4月11日08時07分,NASA阿爾忒彌斯2號(Artemis II)任務順利完成返回程序,搭載4名航天員的獵戶座飛船成功濺落于加州圣迭戈外海太平洋海域,這標志著人類近50多年來首次載人繞月飛行任務圓滿結束,4名航天員狀態良好。
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近距離操作演示,排除馬桶故障
NASA航天員維克托·格洛弗和里德·懷斯曼是獵戶座飛船的駕駛員和指令長。他們在飛船內部參與近距離操作演示,此次演示旨在測試飛船在分離后,利用其機載導航傳感器和反作用控制系統推進器,相對于另一個航天器(即臨時低溫推進級)進行手動機動的能力。
此前,阿爾忒彌斯2號乘組報告了一個閃爍的故障燈,在近距離操作演示結束后,乘組與休斯頓任務控制中心緊密合作,成功將獵戶座飛船的馬桶恢復到正常運行狀態。
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近地點提升點火,跨月注入點火
乘組進行了四小時的小睡后,于美國東部時間周四(4月2日)早上7點被喚醒,為近地點提升點火做準備。此次點火提升了獵戶座飛船繞地球軌道的最低點,與之前完成的遠地點提升點火相結合,這些點火操作塑造了飛船的初始軌道,并為后續的跨月球飛行操作做好準備。隨后,乘組于上午9點40分左右繼續睡眠周期。
NASA阿爾忒彌斯2號任務管理團隊投票“通過”,批準執行跨月注入點火,NASA的獵戶座飛船于美國東部時間晚上7:49點燃其主發動機,持續5分50秒,成功完成了跨月注入(TLI)點火,將獵戶座飛船內的乘組送出地球軌道,并進入前往月球的軌跡。
獵戶座飛船的主發動機可提供高達26.7千牛的推力。點火時,獵戶座飛船的質量為26.3噸,并在點火期間消耗了約454千克的燃料。乘組在此期間還使用飛船的飛輪鍛煉裝置進行鍛煉。在鍛煉期間,地面團隊監控了飛船的空氣再生系統,該系統為乘組維持一個可呼吸、舒適的艙內環境,并評估了鍛煉如何影響飛船的運動。
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取消中途修正,為飛越月球做準備
成功完成地月轉移軌道注入點火并經過約8小時的機組休息后,阿爾忒彌斯2號的機組人員逐漸適應深空作業的節奏。獵戶座飛船正沿著精確的軌道繼續飛行,計劃于4月6日飛越月球。位于休斯頓NASA約翰遜航天中心任務控制中心的飛行控制人員決定取消飛船的第一次outbound軌道修正點火,因為飛行軌跡已經處于正確的航線上。
此次點火是任務時間表中計劃的三次軌道調整中的第一次,旨在微調飛船的速度和軌跡。任何必要的調整都可以納入后續的修正點火中執行。
在取消了第一次outbound軌道修正點火后,乘組于4月6日下午2:30左右開始準備獵戶座飛船的乘員艙,為月球觀測期做準備。此外,乘組成員還進行了鍛煉,練習了醫療應急程序,并對深空環境下的飛船應急通信系統進行了測試。
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完成手動駕駛演示,測試航天服
從美國東部時間晚上9:09開始,NASA航天員克里斯蒂娜·科赫和加拿大航天局航天員杰里米·漢森輪流操控飛船,測試其在深空中的性能。41分鐘內,兩人測試了兩種不同的推進器模式——六自由度和三自由度,為工程師提供更多關于飛船駕駛能力的數據。里德·懷斯曼和維克多·格洛弗計劃在飛行第八天(4月9日)重復該演示,以便讓地面團隊盡可能多地從不同角度了解飛船的性能。
另外,里德·懷斯曼、維克多·格洛弗和克里斯蒂娜·科赫,以及杰里米·漢森進行了一系列完整的航天服操作,包括穿上并給航天服加壓、進行泄漏檢查、模擬進入座位,并評估其機動性以及進食和飲水的能力。
這些航天服能夠保護航天員在飛行的動態階段,在乘員艙失壓的情況下提供生命支持,并在濺落后支持生存操作。此次演示提供了關于航天服在微重力環境下長時間穿著時的性能,以及其增強的機動性、熱管理和通信系統如何在阿爾忒彌斯任務期間支持乘組操作的見解。
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點火修正完成,飛掠月球
休斯頓的任務控制團隊和阿爾忒彌斯2號乘組完成了一次outbound修正點火,以微調獵戶座飛船前往月球的軌跡。點火于美國東部時間晚上11:03開始,持續了17.5秒。
美國東部時間4月6日至7日,阿爾忒彌斯2號任務進入飛行第6天,獵戶座飛船攜四名乘組人員完成近月飛越。任務期間,飛船到達距地球252,756英里的遠地點,刷新載人航天飛行最遠距離紀錄;乘組進行了約7小時的月球科學觀測,并經歷約40分鐘通信黑障。
月球觀測期結束后,阿爾忒彌斯2號乘組收到了唐納德·J·特朗普總統的祝賀,這次實時通話作為NASA持續直播任務的一部分播出。他們還與NASA局長賈里德·艾薩克曼進行了交談,并回答了社交媒體上的提問。
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返回修正點火,轉入返航階段
按任務時序,獵戶座飛船于美東時間4月7日13:25離開月球引力影響范圍(距月球41,072英里),隨后轉入返航階段。
美東時間20:03,獵戶座船開啟了首次返回修正點火,點火持續15秒,為飛船提供了0.49米/秒(1.6英尺/秒)速度增量。本次點火期間,克里斯蒂娜·科赫和杰里米·漢森審查了程序并監測了飛船配置和導航數據。
在此之前,飛船剛完成月球飛越。期間,阿爾特彌斯2號任務乘組航天員對月面進行了觀測,并拍攝了大量照片。4月8日01:23,飛船脫離月球引力范圍,開啟返程之旅。為了為返回濺落作準備,任務乘組取消了原計劃4月9日10:55進行的手動駕駛演示以及防護部署演示(shielding deployment demonstration)。
之后,搭載4名航天員的獵戶座飛船拋掉承載主火箭系統的服務艙,以約32倍音速沖入大氣層,飛船外部溫度飆升至高達2760攝氏度。飛船還經歷約6分鐘的無線電通信中斷、也就是“黑障”,濺落太平洋前,降落傘從自由落體的飛船頭部展開,將其下降時速減緩至約27公里。
任務完成后,NASA與美軍聯合回收團隊對飛船及航天員展開海上回收,并轉運至兩棲攻擊艦USS John P. Murtha上進行初步醫學檢查。此次任務歷時10天,飛行約112.7萬公里,完成繞月背面飛掠、深空導航、生命保障等全系統驗證。
作為NASA重返月球計劃的重要里程碑,阿爾忒彌斯2號驗證了載人深空飛行、繞月飛越及高速返回地球全流程能力,為后續計劃執行載人登月任務的阿爾忒彌斯3號奠定基礎。最新任務進度表顯示,美國計劃2027年執行阿爾忒彌斯3號任務,在近地軌道開展系統及運行能力測試;2028年開展阿爾忒彌斯4號登月任務。
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