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在一些技术取得成功后,美国国家航空航天局呼吁停止使用月球手电筒

这幅图描绘了美国国家航空航天局的月球手电筒,在12月发射后不久,部署了四个太阳能电池阵列。不久之后,公文包大小的立方体卫星遇到了推进器问题,促使任务运营团队进行了数月的故障排除工作。

虽然立方体卫星无法到达月球南极帮助寻找冰,但它实现了几个技术目标,这些目标将为人类的利益赋予未来的任务权力。

美国国家航空航天局的月球手电筒于2022年12月11日发射,旨在展示几种新技术,最终目标是在月球南极永久阴影笼罩的陨石坑中寻找表面冰。从那时起,尽管运营团队付出了数月的努力,但公文包大小的卫星的小型推进系统——这是有史以来第一个飞行的此类系统——被证明无法产生足够的推力进入月球轨道。由于立方体卫星无法完成停留在地月系统中的机动,美国国家航空航天局已经结束了这项任务。

美国国家航空航天局依靠技术演示来填补特定的知识空白并测试新技术。月球手电筒的推进系统和绿色燃料首次在地球轨道外使用,就是这样的演示。尽管推进系统无法产生所需的推力——可能是因为推进器燃料管线中的碎片堆积——但新开发的推进系统部件超出了性能预期。

同样超出预期的还有月球手电筒从未飞行过的狮身人面像飞行计算机——这是一台由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室开发的低功耗计算机,用于抵御深空辐射——以及飞船升级的Iris无线电。该无线电具有新的精确导航能力,可用于未来的小型航天器在太阳系天体上交会和着陆。

华盛顿美国国家航空航天局总部空间技术任务局小型航天器技术项目执行官克里斯托弗·贝克说:“从本质上讲,技术演示的风险更高,回报也更高,这对美国航空航天局的测试和学习至关重要。”。“从作为以前从未在太空飞行过的新系统的试验台的角度来看,月球手电筒非常成功。这些系统以及月球手电筒教给我们的教训将用于未来的任务。”

该任务的小型四激光反射计,一种以前从未飞行过的科学仪器,也进行了成功的测试,这让该任务的科学团队相信,如果月球表面存在冰,激光将能够探测到冰。

马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的首席研究员Barbara Cohen说:“我们将无法使用激光反射计在月球上进行测量,这让科学团队和整个月球手电筒团队都感到失望。”。“但与所有其他系统一样,我们在仪器上收集了大量飞行中的性能数据,这些数据对这项技术的未来迭代将非常有价值。”

推进系统性能挑战

尽管这次任务在技术上取得了胜利,但月球手电筒的小型推进系统很难提供足够的推力,使立方体卫星进入计划中的近直线光环轨道,这将使航天器每周飞越月球南极。

研究小组怀疑,碎片堵塞了燃油管路,导致推力减小且不一致。小型化的推进系统包括一个额外制造的燃料供给系统,该系统可能会产生碎片,如金属粉末或刨花,并阻碍燃料流向推进器,限制其性能。尽管该团队设计了一种创造性的方法,只使用一个推进器操纵航天器,但月球手电筒需要更一致的推力才能到达计划轨道。

运行团队计算出了一个新的轨道,该轨道可以利用航天器的少量潜在剩余推力到达。该计划要求将立方体卫星置于一条轨道上,使其进入绕地球而非月球的轨道,每月飞越月球南极。虽然这意味着更少的飞越,但航天器会飞得更靠近地表。

由于任务到达所需轨道的时间不多了,操作团队试图通过将燃料压力提高到远远超过推进系统设计能力的程度来清除燃料管线中的任何碎片。尽管取得了有限的成功,但所需的弹道修正机动未能及时完成。

喷气推进实验室月球手电筒项目经理John Baker表示:“佐治亚理工大学的学生操作团队在喷气推进实验室和美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的协助下,迎难而上,提出了一系列令人难以置信的创新技术,以利用月球手电筒的推进系统所能提供的微小推力。”。“我们学到了很多,并磨练了使用微型航天器的新方法和策略。”

在经过月球之后,月球手电筒现在正返回地球,并将于5月17日以约40000英里(65000公里)的近距离掠过我们的星球。立方体卫星将继续进入深空并绕太阳运行。它继续与任务操作员沟通,美国国家航空航天局正在权衡航天器未来的选择。

关于使命的更多信息

月球手电筒由加州帕萨迪纳的加州理工学院下属的喷气推进实验室为美国国家航空航天局管理。立方体卫星由佐治亚理工大学运营,包括研究生和本科生。月球手电筒科学团队由美国国家航空航天局戈达德领导,包括来自加州大学洛杉矶分校的团队成员;约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室;以及科罗拉多大学。

立方体卫星的推进系统由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔公司开发,得到了佐治亚理工大学的开发和集成支持。NASA的小型企业创新研究项目资助了小型企业的组件开发,包括用于推进器开发的Plasma Processes股份有限公司(Rubicon),用于泵开发的Flight Works,以及Beehive Industries(前身为Volunteer Aerospace),用于特定的3D打印组件。空军研究实验室还为月球手电筒推进系统的开发提供了资金支持。月球手电筒由美国国家航空航天局位于硅谷的艾姆斯研究中心的小型航天器技术项目资助,该项目隶属于美国国家航空宇航局空间技术任务局。


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