2025年,美国进行的第一场月球探测任务,已经有了新进展了。
那就是美国已经完成了月球着陆之中的第二道关口,不得不说,这看起来还是比较顺利,大家要知道,美国阿波罗计划之后,第一次探月任务,游隼一号探测器,还没有走到月球轨道,就出现了推进系统故障,氧化剂罐破裂导致推进剂泄漏等问题,最终直接宣布失败。
但是,第一道关口过了之后,还有更多的关口等待,下面就详细来看看,美国这一次任务还将面临什么挑战。
美国探月,已经地月转移
从时间上来说,美国蓝色幽灵号发射已经20多天了,但是在着陆器前,美国给出的时间是45天地球,月球轨道运行,这虽然相比美国阿波罗计划“来回8天”的时间来说,长了不少。但终究任务成功才是最为准确的,然后着陆之后,预计在月球表面工作14天,然后结束整个探月任务。
所以,美国探月的蓝色幽灵号着陆器,完成了地月转移,差不多就是25天的时间变化了,这也是非常的长了。然而,地月转移的确是美国探月的第二道关口,后面还有很多关口需要挑战。
而对于地月转移来说,其难度也不少,那到底有多难呢?
难度的确不少,毕竟这需要依靠强大的火箭将其推送到合适的轨道,而本次美国采样的是猎鹰九号,并且是“一箭双飞船”的任务,其中还有一个是日本的“RESILIENCE”登月舱,是一起送入轨道的。所以,这说明了猎鹰九号实力还是比较强。
的确也是,猎鹰九号具备强大的运载能力,其全推力版的近地轨道载荷发射能力为22.8吨,地球同步转移轨道的发射能力为8.3吨。
所以,是足够执行探月任务的,但由于分离过程之中的轨道等问题,美国也是要一步一步提升轨道的,并且执行各种任务。
所以,在运行约25天左右的时间,美国进行了月球轨道的转移。并且在这个过程之中,要时刻进行轨道机动,来保证达到预定轨道.
简单来说,就是需要探测器自己变轨,逐渐抬高远地点来逼近月球,如此一来燃料和时间都会消耗得更多。所以,第一道关口其实难度还是很大,这是考验技术,操控等能力,而第二道关口就是奔向月球的过程,这是与第一道关口是相互关联的,病也是顺利完成了。
只不过,美国已经创过了第一道,第二道关口,说明了还是挺稳定的。但接下来还将过2道关口,才算成功。
还将挑战2道关口,难度更大
地月转移之后,接下来就是绕月飞行,然后着陆,而这些过程之中,也不能出现任何的问题,一旦出现问题,整个任务就全面结束了。那下面就详细看看接下来的两道关口。
第一个、环绕月球,这是对探测器靠近月球表面的关键性飞行,需要让探测器到达近月点后,然后进行刹车,降低轨道,这与地球飞行时候的抬升轨道,恰好是相反的,也就是近月制动,把探测器速度从约2.5km/s降到1.7km/s,降速达到0.8km/s以上。“刹车”的力度需拿捏得刚刚好,刹猛了探测器会一头撞向月球,刹不够又无法被月球捕获,会离月球越来越远。所以,这对控制月球探测器来说,难度是一样的高,不能出现任何的问题。而在这些得到保障之后,就是接下来的第二个问题了。
第二个,月球着陆。月球着陆过程是失败率相对较高的,无论是软着陆,还是硬着陆,都是高难度的挑战,很多探测器都在这个过程之中出现了失败。
这是因为月球与地球环境存在差异,受到外界环境的影响较大。月球上没有空气,不能用降落伞,探测器只能采用发动机反喷减速的方式下降。随着发动机的反喷工作,燃料不断消耗,探测器越来越轻,反喷推力也相应减小。
反推力与重力的动态适应匹配是软着陆的关键,反推力大了落不下去,反推力小了则降得太快;反推力变化慢了减速不及时,反推力变化快了又会给探测器姿态带来突然干扰,可谓稍有不慎就会粉身碎骨。
同时,还需要解决降落避障问题,避免落在石头上或坑里影响着陆安全,美国阿波罗计划之后的第二次探月,就是在着陆过程之中出现了问题,直接导致探测器的腿断了,而整个任务最终也是草草了了的结束了。
所以,这两道关口对美国来说,难度也是很大,容不得马虎,虽然美国曾经阿波罗计划有辉煌的时刻,但这已经成为了过去式了。
3月着陆月球表面,开启月球探索
没错,预计美国的月球着陆器是在3月初着陆,预计是降落在月球危海,这是一个从地球上可见的500 km(310 mi)宽的陨石坑。M1任务搭载的仪器将收集数据,以深入了解月球风化层(即松散的岩石和土壤)的性质、地球物理特征以及太阳风和地球磁场的相互作用,为人类登陆月球表面的任务做好准备。
而美国宇航局(NASA)在这一次任务之中,携带了10个有效载荷,包含了月球风化层粘附特性实验、下一代月球反射器、月球环境太阳圈X射线成像仪、可重构、耐辐射的计算机系统、月表电磁探测器、月球地下热快速探测器、月球原位真空室、用于月球羽流表面研究的立体相机、电动除尘屏障、基于GPS的月球卫星导航系统接收器实验,这些有效载荷都是为收集数据做准备的。
未来美国将利用这些数据,实现重返月球计划。所以,是否成功着陆,关系到美国未来的载人登月计划。
当然,结果如果,就是3月揭晓,而过后,美国还将继续进行月球任务,其蓝色幽灵M2计划于2026年发射,第三次蓝色幽灵任务计划于2028年进行,所以,接下来是美国探月疯狂的年份时段,不得不说,美国已经将月球作为更强大的竞争航天天体了,这就是基本情况。