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?

2022年06月29日12:08:07 科學 1594

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,這裏面以美國的阿爾忒彌斯計劃最為出名。

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? - 天天要聞


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。

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? - 天天要聞


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。

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? - 天天要聞


「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」。

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? - 天天要聞


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。

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? - 天天要聞


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。

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? - 天天要聞

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。

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? - 天天要聞

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。

科學分類資訊推薦

深度科普:光飛行一光年需要一年嗎?光:我只需要一瞬間! - 天天要聞

深度科普:光飛行一光年需要一年嗎?光:我只需要一瞬間!

在日常生活中,我們對速度的理解往往基於牛頓力學體系下的相對速度概念。比如,當我們坐在一輛行駛的汽車上,觀察到車外的物體在以一定的速度向後移動,這個速度是相對於汽車這個參考系而言的。然而,光的速度卻截然不同,無論在何種參考系中測量,光在真空中
超導量子計算機關鍵核心設備之一:本源量子批量出口稀釋制冷機 - 天天要聞

超導量子計算機關鍵核心設備之一:本源量子批量出口稀釋制冷機

IT之家 7 月 7 日消息,本源量子今日宣布自主稀釋制冷機獲國際訂單,將批量出口「一帶一路」國家,標誌着我國自主量子計算核心裝備在國際化進程中邁出關鍵一步。▼ 本源 SL400 稀釋制冷機稀釋制冷機是超導量子計算機的關鍵核心設備之一,能夠為量子計算機提供接近絕對零度(IT之家註:-273.15℃)的極低溫運行環境,除量子...
自然之美:布氏葦鶯 - 天天要聞

自然之美:布氏葦鶯

布氏葦鶯:雀形目、鶯科、葦鶯屬鳥類,屬小型鳥類。體長12-15厘米,體重10-12克。其中國內主要分佈於新疆以及香港,主要棲息於湖泊、河流、水庫、水塘、溪流、沼澤等不同水域附近的灌木叢、蘆葦叢以及草叢中。
超絕!夏日的瀋陽!今天4時5分正式進入…… - 天天要聞

超絕!夏日的瀋陽!今天4時5分正式進入……

今日4時5分 我們迎來「小暑」節氣小暑,暑氣漸盛雖還未到最酷熱之時卻已奏響了盛夏的序曲年方過半 季夏正始小暑,又稱「小熱」暑氣蒸騰、熱浪翻湧雖未到三伏極盛之時但此時的沈城已浸滿了夏日的濃烈氣息此時節氣溫飆升最高可達35℃雷雨也時常突襲悶熱與
90%稀土中國掌控!美國7000萬賣廠悔斷腸?今我們技術卡它脖子 - 天天要聞

90%稀土中國掌控!美國7000萬賣廠悔斷腸?今我們技術卡它脖子

美國這會兒估計正對着空氣拍大腿。20多年前7000萬美元就賣掉的稀土工廠,現在想花7億都買不回來。更扎心的是,全球90%的稀土話語權攥在咱們手裡,它想造點像樣的東西,還得看咱們臉色。這事兒說出來你可能不信。稀土這玩意兒,聽着像土裡的稀罕物,
清華大學韓敏芳教授團隊:從實驗室到應用轉化,高性能固體氧化物燃料電池的理論與實踐 - 天天要聞

清華大學韓敏芳教授團隊:從實驗室到應用轉化,高性能固體氧化物燃料電池的理論與實踐

固體氧化物燃料電池(SOFC)作為一種高效、清潔的能源轉換技術,近年來受到了廣泛關注。其高能量轉換效率和廣泛的燃料適應性使其在能源領域具備了獨特的優勢,特別是在分佈式發電、便攜式能源裝置和大型電力系統等方面展現出了巨大的應用潛力。▲平板式SOFC電池堆重複單元(CRU)及千瓦級電堆實物圖▲ 2011~2020 年全球SO...
顛覆醫學!AI幫助無精男喜當爹,800萬掃描找出3個生命火種 - 天天要聞

顛覆醫學!AI幫助無精男喜當爹,800萬掃描找出3個生命火種

專註AIGC領域的專業社區,關注微軟&OpenAI、百度文心一言、訊飛星火等大語言模型(LLM)的發展和應用落地,聚焦LLM的市場研究和AIGC開發者生態,歡迎關注!全球著名媒體CNN消息,一對國外夫婦飽受18年不孕不育折磨,主要原因是丈夫患有無精症,精液中無法檢測到精子,而這是導致男性不育的罕見病症之一。在傳統檢查中,即使...
罕見!今年三伏天近10年來最短 - 天天要聞

罕見!今年三伏天近10年來最短

7月7日,小暑,迎風穿夏,尋覓清涼。「小暑大暑,上蒸下煮」,夏天開始變得潮濕悶熱,一年中最熱的「三伏天」也快到來。在過去10年,從2015年至2024年,連續10年的「三伏」都是40天。而今年的「三伏天」7月20日入伏,8月18日出伏,僅30天,是近10年來最短的一次。酷熱還沒真正開始,暑意已經蔓延。此時,尋一處清涼,成了夏...
國科大畢業生探訪懷柔「一城兩都」 - 天天要聞

國科大畢業生探訪懷柔「一城兩都」

7月5日一早,雨過天晴。懷柔科學城新質生產力創造中心門前,中國科學院大學的畢業生們正帶着家人走下大巴車,準備進展廳「探秘」——這是中國科學院大學2025年畢業典禮走進「一城兩都」活動的首站。