美國NASA微型月球探測器，為什麼需要用4個月才能到達月球？

月球是地球唯一的衛星，同時也是人類目前發射探測器數量最多、人類足跡所能到達過的最遠星球。自從上世紀60年代末70年代初美國執行阿波羅計劃、先後將12名宇航員送上月球之後，50多年來就再也沒有人類再次踏上月球。

隨着我國嫦娥探月工程取得了重大成就，幾十年後再次將月球土壤樣本送回地球，而且我國在航天白皮書中明確指出，在未來數年之內將實施載人登月計劃，並且在月球上面建造永久性月球基地，我們的這些成績和未來宏偉計劃，深深地刺激了以美國為首的一些航天大國，紛紛重啟探月計劃，這裡面以美國的阿爾忒彌斯計劃最為出名。

不過，受到資金、技術等多方面因素的影響，阿爾忒彌斯計劃的第一階段任務執行起來困難重重，大家在網絡上應該多次看到，今年以來，美國NASA圍繞該計劃所執行的火箭“濕式綵排”（即向火箭注入燃料）的測試工作，連續好幾次都失敗了，其第一階段無人火箭的發射時間一推再推，可以肯定的是，阿爾忒彌斯計劃最終執行後續的載人探測任務時間，也會相應地推遲。

雖然重登月球第一階段的火箭發射任務暫時還沒有着落，但是美國NASA又着手實施阿爾忒彌斯計劃的另外一個重要組成任務，即建設月球的軌道空間站。這不，6月28日，美國NASA在新西蘭通過火箭實驗室的“電子火箭”，向月球發射了一顆“CAPSTONE”衛星。

“CAPSTONE”衛星是美國NASA執行月球軌道空間站建設所發射的第一顆衛星，其主要功能就是開展地月自主定位系統技術操作以及導航實驗，未來還將要發射若干顆這樣的衛星，從而形成一個衛星通訊的樞紐，從而為從月球和地球兩者定期往返提供基礎保障和便利條件。

“CAPSTONE”衛星的基本模塊是CubeSat，是一個邊長約10厘米的正方體結構，重量只有2千克左右，用手就能輕鬆地拿動。而通過“電子火箭”發射的“CAPSTONE”衛星，包含着12個這樣的模塊，最終構成的衛星基本上和一個微波爐差不多大，因此這樣的衛星也被稱為“立方體衛星”。

根據公開的消息，已經發射的首顆“立方體衛星”，將於11月13日抵達月球。看到這裡，估計很多小夥伴們都驚呆了，月球和地球的距離只有38萬公里，即使在50年前的阿波羅登月計劃，從地球到月球也僅用了3天時間，為什麼“立方體衛星”需要4個多月呢？

原來一切都與資金投入有關。

美國NASA其實在1998年到2022年6月之間，已經發射了1800多顆這樣的立方體衛星，只不過絕大部分都是在地球上空運行的，只有兩顆跟隨着洞察號探測器抵達了火星。2019 年，NASA與私人公司 Advanced Space 簽約，以 1370 萬美元建造 CAPSTONE。大家要知道，即使是最簡陋的大型月球探測器，其花費的成本也可能要比立方體衛星高出一個數量級。

因此，立方體衛星以其顯著的低成本，成為一些發展中國家、缺乏航天技術、研究團體、初創公司等進行太空探索的重要選擇對象。而為了控制成本，在向月球發射立方體衛星時，如何選擇“最省油”的路線，成為NASA研發團隊需要重點攻關的內容。

於是，經過相應的模擬運算，研究團隊還真找到了一條軌跡線路，那就是彈道月球轉移軌跡（BLT），這個軌道是一種低能量傳輸線路，衛星將依靠太陽、地球和月球引力的相互作用，從月球的一個極點到另一個極點的路徑上，沿着一個恆定的橢圓形軌道圍繞月球運行，其中近月點只有3400公里左右，而遠月點達到76000公里。

這顆衛星將在被拉回地球-月球系統之前，被帶到距離地球130萬公里的地方，在那裡立方體衛星才會被釋放出來，然後緩慢滑入其所需的繞月軌道，而滑入繞月軌道的時間為今年的11月13日左右。正因為這樣，這顆衛星到達月球的時間才會長達4個多月的時間，在歷史上，還沒有哪顆月球探測器採用這樣的方式繞月飛行，因為這條線路無疑是相當迂迴和費時的。

目前，已經發射的CAPSTONE正在朝着近乎直線的“橢圓軌道”行進，由於屬於首次進行這樣的飛行，NASA在衛星入軌過程中，必須想方設法驗證這條軌道的穩定性以及是否真的能“省油”，預計該衛星需要在進入近直線暈圈軌道（NRHO）後，至少停留6個月的時間，以便研究人員對其開展各方面的測試。