在位於佛羅里達州卡納維拉爾角(Cape Canaveral)的甘迺迪航太中心(Kennedy Space Center),展開了人類五十多年來首次繞月的飛行任務。
4月1日下午6點24分,三名美國人和一名加拿大人成為首批登上NASA(全稱為National Aeronautics and Space Administration,美國太空總署,簡稱美國太空總署)有史以來建造的最強大載人火箭的太空人,並為美國領導的重返月球並長期駐留計劃奠定基礎。
這些先驅者包括美國太空總署太空人里德‧懷斯曼(Reid Wiseman,指揮官)、維克托‧格洛弗(Victor Glover,飛行員)和克里斯蒂娜‧科赫(Christina Koch,任務專家),以及加拿大航太局太空人傑里米‧漢森(Jeremy Hansen,任務專家)等。
這次登月任務的名稱是「阿提密斯二號」(Artemis II)。太空人乘坐命名為「誠訊號」(Integrity)的新型「獵戶座」(Orion)飛船,進行為期10天的繞月往返測試飛行。這10天將會充滿歷史性的突破,將會打破眾多紀錄,並為未來所有太空人執行任務樹立全新的操作標準。
本文將逐一介紹本次繞月飛行的訊息要點。
任務亮點
「阿提密斯二號」的飛行計劃充滿了各種不同的測試、檢查、科學實驗和其它任務,例如安裝第一個可上月球的運行廁所,使用月球飛行中強制使用的第一個鍛鍊機器等等。
但是對於隨時隨地關注這次計劃的愛好者來說,有一些重要的里程碑需要留意。
任務1:發射
「阿提密斯二號」由美國太空總署的登月火箭——「太空發射系統」(Space Launch System,簡稱SLS)發射升空。四個核心級引擎和兩個類似穿梭機的固體火箭助推器將釋放880萬磅的推力,使飛行器在點火後不到60秒內突破音障。
高聳的橙色核心級燃燒八分鐘多一點,之後較小的第二級點火。第二級會將「獵戶座」載人艙及其服務艙(提供動力、推進和生命維持系統)送入初始近地軌道。不久之後,它再次點火,將「阿提密斯二號」的太空人送入此前載人飛船從未到達過的高地軌道。
任務2:手動試飛
進入高地球軌道後,大約在發射後3小時24分鐘,「獵戶座」飛船及其服務艙將與第二級火箭分離,並進行手動飛行測試。格洛弗飛行員將負責操控飛船,並嘗試將其導向已分離的火箭級,就像未來任務中將與「獵戶座」飛船對接的登月飛船一樣。
四名太空人都參與這次的演示。懷斯曼將負責操作流程,格洛弗則確保對飛船擁有完全的方向控制,並不斷提供關於飛船實際操控與模擬結果對比的口頭反饋。科赫負責監控流程的執行時間,並在必要時隨時準備指揮任何非最佳操作。漢森則密切關注目標,隨時準備指出任何明顯的危險並指示太空人撤離。
格洛弗說:「駕駛這架飛行器對機組人員來說真是一次難忘的經歷。」
預計屆時將提供飛行過程的實時影片。任務後期預計還將進行另一次手動試飛。
任務3:地月軌道轉移
美國太空總署用「地月軌道轉移」(Translunar Injection),來指稱太空船飛離地球軌道、正式前往月球的那一刻。
任務開始約25小時後,在任務控制中心的許可下,「獵戶座」服務艙的主引擎點火。
「阿提密斯二號」加速至約25,000英里/小時——這是擺脫地球引力所需的速度——並開始為期三天的繞月飛行之旅。除了進行一些航向修正外,這次前往月球前的引擎點火是該任務的最後一次主要點火。
隨後,太空人沿著一條被稱為「自由返回軌跡」(free return trajectory)的路徑飛行。這意味著飛船以正確的速度和距離飛掠月球,從而完成一次真正史無前例的U型轉彎。
利用月球的自由引力,「阿提密斯二號」繞到月球背面,無需燃燒更多燃料即可返回地球。
任務4:可能發生日食
「阿提密斯二號」在4月1日或2日發射的話,太空人們會觀測到日食(solar eclipse)現象。
當四名太空人穿越地球和月球之間那條著名的深空通道時,他們會看到他們的目的地完全從太陽前方經過。
漢森解釋,他和他的團隊在發射前一周多才得知這次機會,但他讚揚了NASA的科學家們能夠迅速做好準備,讓太空人儘可能多地獲取數據。觀測的重點是驗證「阿波羅計劃」(Apollo)的報告,即太陽和磁場如何能夠拾取並移動月球上的塵埃,以及觀測太陽的日冕。
「獵戶座」飛船依靠固定在服務艙上的太陽能電池板供電,因此脫離陽光照射會對飛船的電力和熱力系統造成壓力。美國太空總署「獵戶座」項目經理霍華德‧胡(Howard Hu)向《大紀元時報》介紹,飛船在整個過程中將保持充足的電力供應。
任務5:月球飛掠
「阿提密斯二號」將在任務開始約四天後進入月球引力範圍,並在12小時後繞月球背面進行U型轉彎飛掠。對於在地球觀看的愛好者來說,火箭在4月1日發射,飛掠會將在4月6日進行。
在4月1日發射的情況下,懷斯曼、格洛弗、科赫和漢森將創造人類距離地球表面最遠的新紀錄:252,799英里。這比1970年「阿波羅13號」(Apollo 13)創造的先前紀錄遠了4,144英里。
隨後,他們將從月球背面飛過,此時他們距離月球表面的距離比之前的「阿波羅任務」要遠得多。預計這個視角將使太空人首次用肉眼看到月球背面的部份區域。
「從來沒有人見過月球背面這麼完整的隕石坑,所以這真的太棒了。」漢森說,「我很興奮能親眼看看。它非常巨大,結構極其複雜,你可能要盯著它看好幾個小時。」
如果他們成功抵達月球空間,這支四人太空人隊伍還將創造繞月飛行人數最多的紀錄。此前所有「阿波羅任務」的太空人人數均為三人。
任務6:與太空站通訊
科赫稱之為「巡航日」(cruise days)的這段時間,也就是飛掠月球前後穿越深空期間,太空人們安排了多項任務。其中一項任務是與國際太空站(ISS)上的太空人進行艦對艦通話,其中包括美國太空總署太空人傑西卡‧梅爾(Jessica Meir)、克里斯‧威廉姆斯(Chris Williams)和傑克‧哈撒韋(Jack Hathaway)等。
目標是在「阿提密斯二號」處於月球引力影響下進行通訊,這將標誌著月球空間中的太空船與地球軌道上的太空船首次進行艦對艦通訊。
任務7:重返大氣層和濺落
任務負責人預計,「阿提密斯二號」將在發射後九天零一小時開始重返地球大氣層。
與服務艙分離後,「獵戶座」飛船「誠訊號」將向後墜落,隔熱罩朝向母艙,此時飛船將達到整個任務的最高速度。最高速度可達音速的39倍,約合每小時28,900英里。
「誠訊號」穿梭機將在40萬呎的高空開始重返大氣層,像彗星一樣劃過大氣層,並在不到15分鐘後輕輕地打開降落傘落入南加州海岸附近的太平洋。
首席飛行主管艾米麗‧尼爾森(Emily Nelson)表示,太空人在4月1日發射升空,他們將於太平洋時間4月10日下午5點左右濺落地球。但實際返回時間最終將取決於所採取的飛行軌跡。
宇航機組人員
從1968年12月到1972年12月,只有24名人類代表完成了從地球到月球的旅程。其中3人完成了兩次月球之旅。
時隔53年,接下來的四位代表的名字將被添加到名單中。
以下是他們的簡介:
指揮官里德‧懷斯曼
「阿提密斯二號」的指揮官里德‧懷斯曼(Reid Wiseman)是一位退役海軍上校,今年50歲,擁有數十年的海軍飛行員和試飛員經驗,曾多次駕駛戰鬥機環遊世界,其中包括F/A-18F「超級大黃蜂」(Super Hornet)和F-35「閃電II」(Lightning II)等。
懷斯曼於2009年加入美國太空總署(NASA),成為第20屆太空人候選人,並於2014年搭乘俄羅斯「聯盟號」(Soyuz)飛船前往國際太空站(International Space Station)。他作為第41遠征隊(駐站太空人)的飛行工程師,在太空站停留了165天,期間進行了兩次太空行走,並與隊友一起完成了三百多項科學實驗。之後,他擔任NASA太空人辦公室主任。
懷斯曼來自馬利蘭州巴爾的摩(Baltimore),是一位單身父親。妻子卡羅爾(Carroll)於2020年因癌症去世。他曾表示,獨自撫養兩個女兒是他人生中最大的挑戰。但令他驚訝的是,他的女兒們完全支持他執行這次飛行任務。
飛行員維克多‧格洛弗
與懷斯曼並肩而坐的是「阿提密斯二號」的飛行員維克多‧格洛弗(Victor Glover),他也是一位經驗豐富的海軍上校,今年49歲,曾擔任海軍飛行員和試飛員。格洛弗於2013年入選美國太空總署(NASA)第21屆太空人候選人班,當時他正在美國聯邦參議院擔任立法研究員。
這位來自加州波莫納(Pomona)的太空人深知駕駛新型太空船的感受。他曾於2020年擔任NASA/SpaceX Crew-1任務的飛行員,前往國際太空站。這是SpaceX載人「龍飛船」的第二次載人飛行,該飛船目前已經投入常規使用。在軌道上,格洛弗作為第64/65遠征隊成員,累計在太空停留了168天,其中包括四次太空行走。
回到地球之後,他曾經執行過一項極具挑戰性但也意義非凡的地面任務:護送幾位乘坐「聯盟號」和載人「龍飛船」發射升空的太空人家屬。如今,當他開啟繞月之旅時,他的妻子迪昂娜(Dionna)以及他們的四個孩子分別由專人護送,其他所有太空人的家屬也將如此。
任務專家克里斯蒂娜‧科赫
「阿提密斯二號」任務專家克里斯蒂娜‧科赫(Christina Koch)與格洛弗屬於同屆太空人候選人。她今年47歲,是此次任務中唯一的平民太空人,也是目前太空飛行時長方面唯一的紀錄保持者。
在加入NASA之前,這位電機工程師兼物理學家曾經在南極洲、格陵蘭島、阿拉斯加和美屬薩摩亞等地進行過廣泛的實地研究。她創造了女性單次太空飛行時間最長的紀錄。在2019年至2020年期間,科赫累計在太空停留了328天——幾乎是懷斯曼和格洛弗太空飛行時間的總和——她參與了第59、60和61次太空遠征。
她創紀錄的太空飛行包括六次太空行走,其中包括歷史上首次與傑西卡‧梅爾一起進行的三次全女性太空行走。
科赫出生於密歇根州大急流城(Grand Rapids),在北卡羅萊納州傑克遜維爾(Jacksonville)長大。她的丈夫非常支持她從事太空飛行。
任務專家傑里米‧漢森
「阿提密斯二號」的第二位任務專家傑里米‧漢森(Jeremy Hansen)將迎來他的首次太空之旅。與懷斯曼和格洛弗一樣,漢森在為國效力擔任戰鬥機飛行員後加入了加拿大航太局(CSA)。但這位來自加拿大安大略省倫敦市(London)的飛行員並沒有在美國海軍服役,而是加入了加拿大皇家空軍(Royal Canadian Air Force),並晉陞至上校軍銜。他是加拿大航太局(Canadian Space Agency)在2009年第三次太空人招募活動中僅有的兩名入選者之一。
漢森隨後擔任國際太空站的地面通訊員,並獨自執行了多項環球探索任務,其中包括參與歐洲太空總署(European Space Agency)「洞穴計劃」(CAVES),在意大利撒丁島(Sardinia)地下生活六天,以及參與美國太空總署「尼莫19號」(NEEMO 19)任務,在佛羅里達州基拉戈海岸(Key Largo)附近的水下生活。他還負責訓練美國和加拿大的太空人候選人。
漢森今年50歲,和妻子育有三個孩子,他希望能夠激勵更多加拿大同胞追隨他的腳步。他是首位非美國籍的深空任務成員,並成為首位飛出近地軌道、繞月飛行的加拿大人。
首先加入這次飛行任務的太空人是格洛弗,他是第一個完成這一壯舉的黑人男性和有色人種;其次是科赫,她將成為第一個完成這一壯舉的女性。
然而,儘管這三位船員都對這些里程碑感到欣慰和自豪,但他們明確表示,他們的關注點並不在於這些最傑出的成就。
格洛弗說:「我也希望我們能朝著另一個方向努力,希望有一天我們不必再談論這些『第一』。希望有一天……這成為人類的歷史。它關乎人類的歷史。這是整個人類的歷史,而不是黑人的歷史,也不是女性的歷史,而是成為人類的歷史。」
後備人選
「阿提密斯二號」任務還有兩名備用太空人,分別是美國太空總署太空人安德烈‧道格拉斯(Andre Douglas)和加拿大航太局太空人珍妮‧吉本斯(Jenni Gibbons)。在訓練和隔離期間,他們一直與主力太空人並肩工作。
據美國太空總署稱,他們將專門填補乘組內的任務專家職位,而主要乘組成員將作為填補其它職位的後備人員。
因此,如果懷斯曼不能執行飛行任務,格洛弗將成為指揮官,科赫將成為飛行員,道格拉斯將接替科赫擔任任務專家。
與此同時,吉本斯擔任漢森的替補,確保加拿大太空人能夠參與這次歷史性的飛行。
她和道格拉斯與主力乘組一起抵達爾富爾羅里達,他們也是發射當天負責將乘組人員固定在「獵戶座」飛船上的團隊成員之一。
為未來使命打下堅實基礎
「阿提密斯二號」是之後所有載人阿提密斯系列任務的先導者。
太空人們必須演示如何在「獵戶座」飛船內生活和工作。這包括使用健身器材——並在其他太空人使用健身器材時儘可能高效地工作——以及使用廁所、睡覺、安裝和存放設備等。
他們還必須演示如何進行輻射讀數和執行緊急程序,例如穿上壓力服並在具有額外輻射防護的特殊區域尋求保護。
「阿提密斯二號」計劃有望在載人登月方面帶來科學突破。其中一項名為「阿凡達」(AVATAR)的機載程序,可以在太空人登月前為其提供定製化的醫療方案。
「阿凡達」(AVATAR)是「虛擬太空人組織模擬反應」(A Virtual Astronaut Tissue Analog Response)的縮寫,它包含拇指大小的「器官細胞」(organ cells)晶片,可以搭載到其它任務中,以了解太空人的不同器官組織(例如大腦、心臟和肝臟中的組織)如何對深空環境壓力因素(例如輻射暴露)做出反應。
「阿提密斯三號」(Artemis III)計劃於2027年中期發射,執行繞地球軌道任務,目標是與SpaceX和藍色起源公司(Blue Origin)目前正在建造的一到兩台載人月球著陸器進行對接。如果成功,「阿提密斯四號」(Artemis IV)將於2028年初發射,首次嘗試將人類送回月球表面。
這次著陸將開啟一項為期十年的國際合作計劃,旨在月球南極附近建立一個地面基地,該基地最終將配備核能,並能夠支持人類長期駐留。而這個基地將成為通往火星和外太陽系的跳板。
但未來所有的這一切都始於「阿提密斯二號」。據指揮官稱,這項任務的成功與否,最終將以人們是否會將其遺忘來衡量。
「我希望人們會把我們遺忘。」懷斯曼在去年9月的新聞發布會上說,「如果我們被遺忘,那麼就代表阿提密斯計劃已然成功。人類已登陸火星,人類已抵達土星的衛星。我們正在向太陽系拓展。」#
原文:Back to the Moon: What to Know About Artemis II刊登於英文《大紀元時報》。
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