凭借轨道技术细节,Artemis II 任务打破 Apollo 13 保持 56 年的距离纪录

历史
搭载四名宇航员的 Orion 飞船刚刚创下距地球 406,773 公里的飞行纪录。但这一里程碑的达成,更多得益于月球远地点及欧洲生命维持系统,而非单纯依赖火箭推力。

4月6日,在长达40分钟的时间里,Artemis II号上的四名宇航员与地球彻底失联。在距离地球406,773公里的月球背面,他们度过了这段通信中断期,并观赏了一场仅从他们的舱内可见、持续一小时的日食。

当遥测信号最终恢复时,Orion号已经悄然打破了一项保持了56年的人类航天纪录,超过了Apollo 13号于1970年4月创下的248,655英里的最高纪录。然而,这一里程碑并非源于美国火箭的原始动力,而是精心计算的自由返回轨道、月球远地点以及欧洲制造的服务舱共同作用的结果——在牛顿定律发挥关键作用的同时,它保障了宇航员的正常呼吸。

轨道调度的问题

人们很容易将这一新的距离纪录归功于4月1日将Orion号送入太空的Space Launch System火箭系统。但推力只能决定入轨质量,而非最大距离。Artemis II号之所以能超越Apollo 13号,是因为任务规划者利用了天体历法中的一个巧合:该航天器与月球的交会恰逢月球远地点——即月球绕地球椭圆轨道上距离地球最远的点。

其飞行轨迹本身是一种自由返回剖面,与1970年Apollo 13号使用的紧急撤离路线相同。工程师们没有通过消耗燃料进入月球轨道,而是精确计算了地月转移注入时间,使Orion号掠过月球背面。此后,月球引力自然地将轨道转向地球,以轨道力学替代了原始的动力推进。

背面的闪光

这一距离纪录是在一个6小时的观测窗口期内实现的,当时航天器在月球表面上方6,547公里的高度掠过。这个距离虽然遥远,但足以收集自动探测器无法获取的视觉数据。在通信中断结束后,宇航员报告了对月球瞬变现象的实时观测,包括月球表面发生的多次撞击闪光。

这些人工观测具有双重目的。它们既验证了航天器的光学窗口和观测规程,也证实了当自动系统被月球主体遮挡时,人类机组人员能够主动监测环境。

Bremen的供应链

在宇航员舱下方,促成这次为期十天飞行任务的关键硬件是在德国组装的。欧洲服务舱(European Service Module)为Orion号提供了推进、电力和生命支持系统。在航天器定于4月10日溅落之前,验证其在深空热载荷下的性能是本次任务的主要务实目标。

Artemis II号是对Artemis III和IV计划中所涉及的交会对接及着陆架构的一次系统检查。对于欧洲工业政策而言,这也是供应链主权的一个可见的概念验证。ESA承包商已经交付了这些模块,但他们目前正处于空间预算波动和采购延迟的复杂环境中。

下一次着陆的轨道力学计算已经完成。月球有着严格的历法,Brussels将不得不设法跟上这一节奏。

Readers

Readers Questions Answered

Q 阿尔忒弥斯 2 号为了打破人类太空飞行纪录,具体达到了多远的距离?
A 阿尔忒弥斯 2 号距离地球的最大距离达到了 406,773 公里,超过了阿波罗 13 号任务在 1970 年创下的约 400,171 公里的长期纪录。这一里程碑是在猎户座飞船飞越月球背面时达成的。这一成就代表了载人航天器距离地球的最远飞行距离,标志着现代深空探测和月球研究向前迈出了重要一步。
Q 为什么阿尔忒弥斯 2 号任务比阿波罗 13 号飞得更远?
A 这一打破纪录的距离主要归功于轨道时机,而非火箭动力的增加。任务规划者将飞行时间安排在月球远地点,即月球在其椭圆轨道上距离地球最远的点。通过使用与阿波罗 13 号类似的自由返回轨道,猎户座飞船利用月球引力绕过月球背面,从而根据当时月球的具体位置有效地扩大了其航程。
Q 欧洲服务舱在阿尔忒弥斯 2 号任务中发挥了什么作用?
A 在德国组装的欧洲服务舱为期十天的阿尔忒弥斯 2 号任务提供了关键的推进、动力和生命支持系统。它通过管理热负荷和维持可呼吸的大气环境,在四名宇航员绕月飞行期间为他们提供支持。此次任务是对欧洲航天局硬件和供应链可靠性的重要验证,证明了这些系统能够在深空环境下的长期任务中支持人类生存。
Q 阿尔忒弥斯 2 号机组人员在飞行过程中观测到了哪些独特的天文现象?
A 在绕月背面飞行期间,阿尔忒弥斯 2 号机组人员经历了一次 40 分钟的通信中断,并目睹了一场只有从他们的视角才能看到的、持续一小时的日食。此外,宇航员报告称看到了月球表面出现多次撞击闪光。这些人工观测对于验证猎户座飞船的光学系统,以及确认人类机组人员即便在自动传感器或地球通信暂时不可用的情况下,仍能提供关键的环境监测,具有重要价值。

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!