NASA计划于1月底进行关键的Artemis II湿式彩排
NASA已正式将Artemis II任务的湿式彩排(WDR)安排在最早2026年1月31日(星期六)进行。这一公告由该机构官员于1月26日发布,标志着美国在五十多年来首次将人类送往月球附近之前的最后一个重大地面里程碑。这次高风险的模拟涉及全面的倒计时练习,最终将对空间发射系统(SLS)火箭进行全额燃料加注,从而对确保四人机组人员安全所需的综合硬件、软件和地面支持系统进行最终验证。
在此次彩排安排之前,SLS火箭(顶部搭载着Orion载人飞船和发射逃逸系统)已于1月17日成功转运至Kennedy Space Center的Launch Complex-39B。虽然NASA领导层此前设定的彩排窗口为“不迟于”2月2日,但1月31日这一日期符合其内部时间表中较为激进的目标。然而,在航天术语中,“最早于”一词仍是一个谨慎的提醒。该机构坚称,在对WDR的数据进行彻底分析并认定飞行器已准备就绪之前,暂定最早于2月6日进行的任务最终发射日期将不会敲定。
通往1月31日之路:准备SLS与Orion组合体
目前在Launch Complex-39B的配置代表了一项巨大的多机构成就。SLS的核心级是由Boeing制造的橙色巨兽,由来自L3Harris Aerojet Rocketdyne的四台RS-25发动机驱动。它的两侧是Northrop Grumman生产的两个五段式固体火箭助推器(Solid Rocket Boosters)。位于核心级顶端的是United Launch Alliance的临时低温推进级(ICPS),它作为连接由Lockheed Martin建造的Orion载人飞船的桥梁。该飞船与由Airbus Defence and Space提供的欧洲服务模块(European Service Module)以及Northrop Grumman的发射逃逸系统集成在一起。这些不同组件的协调工作由探索地面系统(Exploration Ground Systems)的主承包商Amentum管理。
1月17日从垂直装配大楼(VAB)向发射台的转运仅仅是当前任务周期的开始。自抵达发射台以来,技术人员一直在进行最后的电气连接和系统检查。SLS/Orion组合体的复杂性需要严格的测试协议,因为与前任Artemis I不同,这次任务增加了为人类船员提供生命支持系统和手动控制的责任。即将举行的湿式彩排是最终的“全装演习”,旨在识别只有在飞行器处于低温加注压力下才会显现的任何潜在技术问题。
了解湿式彩排的方法论
湿式彩排是一项为期多天的操作,模拟48小时的发射倒计时。测试中的“湿”部分是指向火箭储箱中加注超低温液氢(LH2)和液氧(LOX)。这是一个微妙的过程;推进剂必须维持在远低于零度的温度下,地面系统必须管理核心级和ICPS内的蒸发和压力调节。彩排允许发射团队练习推进剂加注的同步时间表,这是任何发射中最危险且技术要求最高的阶段之一。
在模拟过程中,倒计时将完全按照发射当天的情况进行,经历各种“停留”和系统激活。该过程旨在运行到倒计时10秒(T-minus 10-second)关口,即四台RS-25发动机正常点火之前。此时,模拟停止,团队练习对飞行器进行“安全化”处理。这涉及将推进剂排回存储球罐的复杂过程——这一程序可以说与加注过程同样关键,因为它确保了在现实发射中止(scrub)的情况下可以安全地对飞行器进行维护。
环境限制与历史背景
NASA进行WDR的时机还受到环境因素的影响,特别是Florida的冬季天气。SLS的发射和加注操作受到特定温度阈值的限制,以保护火箭密封件和组件的完整性。如果火箭上两个关键高度(132.5英尺和257.5英尺)的24小时平均温度低于41.4°F,工程师就无法开始“加注”(tanking)。这不仅仅是一个官僚障碍,更是一个源于惨痛经验的重要安全协议。1月26日,NASA指出该地区预计会出现低于正常的温度,促使技术人员调整环境控制系统以保护硬件。
这些温度限制的重要性因日期而更加突出。2026年1月28日(星期三)是Challenger(挑战者号)航天飞机失事40周年。那次灾难是由固体火箭助推器上的O型圈失效引起的——SLS继承了这一硬件设计——原因是发射时异常寒冷的温度。通过在Artemis II彩排期间遵守严格的热限值,NASA展示了对从其历史中汲取的安全教训的持续承诺,确保SLS助推器和密封件的低温性能永远不会被推向验证过的安全余量之外。
Artemis II机组人员与任务目标
在地面工作人员准备火箭的同时,执行此次任务的四名宇航员已经进入了在Houston的Johnson Space Center进行的为期14天的严格隔离期。机组人员包括:
- Reid Wiseman (NASA): 指挥官
- Victor Glover (NASA): 飞行员
- Christina Koch (NASA): 任务专家
- Jeremy Hansen (Canadian Space Agency): 任务专家
隔离是一项标准的健康稳定协议,旨在确保机组人员在任务期间不会生病。虽然机组人员目前处于隔离状态,但他们的时间表保持灵活;如果WDR发现导致发射推迟到2月初以后的技术问题,宇航员可能会退出隔离,并在修订后的发射日期前14天重新进入协议。
任务本身是一次为期10天的飞行,旨在测试Orion航天飞船在深空中的生命支持系统。在到达地球轨道后,机组人员将花费约24小时进行系统检查,然后执行地月转移轨道点火(Trans-Lunar Injection burn)。飞行轨迹是一条“自由返回”(free-return)路径,将利用月球引力携带他们绕过月球背面并返回地球。这种轨迹是一种安全第一的方法;即使Orion的主推进系统在初始点火后发生故障,轨道力学定律也会自然地将飞船带回地球大气层进行溅落。
发射时间线:来自Artemis I的教训
通往Artemis II成功发射的道路铺就于2022年无人驾驶的Artemis I任务的教训之上。在那次任务周期中,由于氢气泄漏和地面设备故障,数月内进行了多次湿式彩排。总共在Artemis I的首次转运和最终起飞之间间隔了八个月。发射主管Charlie Blackwell-Thompson指出,其中许多教训已被纳入Artemis II的规划中以简化操作,但该机构对出现挫折的可能性保持透明。
如果1月31日的WDR遇到重大异常,NASA可能被迫将SLS运回VAB进行维修。这样的举动肯定会将发射推迟到2月下旬或3月。任务还受到“发射窗口”的限制——即每个月中地球和月球正确对齐以进行自由返回轨迹的特定日期。NASA已经发布了2月、3月和4月的可用窗口表,强调WDR的时机是在这些日期中的任何一个最终敲定之前必须倒下的第一张多米诺骨牌。
对月球探测未来的意义
Artemis II湿式彩排的成功完成将标志着SLS从实验性飞行器向运行化载人运载工具的转变。这次任务是迈向Artemis III的倒数第二步,Artemis III的目标是将首位女性和首位有色人种送上月球表面。通过在考虑到载人航天的情况下验证地面系统和加注过程,NASA不仅是在测试一枚火箭,更是在完善人类在月球上持续存在所需的整套基础设施。
随着1月31日的临近,国际航天界的目光都聚焦在Kennedy Space Center。Artemis II任务代表了21世纪太空竞赛的一个关键时刻,从国际空间站的近地轨道运行转向深空的验证场。对于Houston的机组人员和Florida的工程师来说,即将到来的彩排是人类重返月球前沿的长达十年的旅程中的最后一道关卡。
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