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NASA阿尔忒弥斯首次任务轨迹概述 阿尔忒弥斯

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阿尔忒弥斯1号任务轨迹信息图 。


阿尔忒弥斯1号任务（Artemis I），此前名为探索任务1号（Exploration Mission-1），将是NASA首次对深空探索系统进行综合测试，该系统包括：猎户座飞船、太空发射系统火箭，以及位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心的地面系统 。作为一系列复杂度逐级增高的任务中的第一个，阿尔忒弥斯1号任务将是一次无人飞行测试，它将为人类深空探索奠定基础，同时展示我们将人类生存扩展到月球及更远地区的承诺和能力 。
在这次飞行中，猎户座飞船将搭乘世界上最强大的火箭发射升空，它将比任何为载人任务建造的航天器飞得更远 。在大约3周的任务过程中，它将驶离至地球45万千米之外的位置，距离月球数千公里 。相比未与国际空间站对接的载人航天任务，猎户座在太空中停留的时间将更为漫长，返回地球时也将比以往任何时候的速度都更快、温度都更高 。
“这项任务将真正完成那些尚未完成的目标、学习尚不可知的信息，”NASA华盛顿总部的阿尔忒弥斯1号任务负责人迈克·萨拉芬（Mike Sarafin）表示，“它将为下一次猎户座的载人飞行任务开辟前路，为阿尔忒弥斯2号任务做好充足而万全的准备 。”
离开地球
【NASA阿尔忒弥斯首次任务轨迹概述 阿尔忒弥斯】NASA的太空发射系统火箭将搭载猎户座飞船，从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心NASA现代化太空港的39B发射场发射 。
图片来源：NASA
太空发射系统和猎户座将从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心NASA现代化航天港的39B发射场发射升空 。为了更好地将宇航员或货物运送到月球及更远的近地轨道以外，太空发射系统火箭应运而生，它将在发射和上升过程中产生880万磅（约合4000万牛顿）的推力，将重达近600万磅（约合270万千克）的飞行器送入轨道 。在一对五段式助推器和四台RS-25发动机的推动下，火箭将在90秒的时间内达到最大大气阻力时期 。在分离掉助推器、服务舱（service module）面板和发射中止系统（launch abort system）后，火箭的核心级发动机将关闭，并与猎户座飞船分离 。
在阿尔忒弥斯1号任务期间，猎户座飞船将在大约3周的任务中探索月球以外数千公里的地方 。
图片来源：NASA
当猎户座飞船绕地球轨道运行时，它会部署好它的太阳能电池阵列，中间低温推进级（Interim Cryogenic Propulsion Stage，ICPS）将为猎户座提供离开地球轨道并前往月球所需的巨大推动力 。从那里，猎户座将在发射后约2小时的时间内与ICPS分离，然后，ICPS将部署一些名为立方星（CubeSat）的小型卫星，用于进行多项实验和技术演示 。
登上月球
随着猎户座继续它从地球轨道前往月球的路径，它将由欧洲航天局提供的一个服务舱推动前进，这一服务舱将作为航天器的主要推进系统和能源，在未来的载人任务中它还将为宇航员提供舱内的空气和水源 。猎户座将穿过范艾伦辐射带（Van Allen radiation belts），飞越全球定位系统卫星星座以及地球轨道上的通信卫星 。为了与美国休斯顿的任务控制中心进行通讯，猎户座将从NASA的跟踪和数据中继卫星（Tracking and Data Relay Satellites）系统切换到深空网络（Deep Space Network） 。从这里开始，猎户座将继续展示其在深空环境中导航、通信和操作的独特设计 。
前往月球的出港之旅须要花上好几天的时间，在此期间，工程师将对猎户座的系统进行评估，并根据需要修正飞船的轨迹 。猎户座将在月球表面上方约62英里（100千米）处飞行，然后利用月球的引力将自己推进到距离月球约4万英里（7万千米）位置，驶入新的远距离逆行轨道（retrograde orbit） 。
猎户座飞船将在该轨道上停留大约6天的时间，用来收集数据并允许任务控制员对航天器的性能进行评估 。在此期间，猎户座将以月球绕地球运行相反的方向，绕月球逆行 。
返回和再入
为了返回地球，猎户座将进行第二次近距离飞行，这一次它将被带到月球表面约60英里（97千米）的高度以内，利用欧洲提供的服务舱的另一个精确定时发动机点火，再结合月球引力的加速作用，航天器将结束绕月运行返回地球 。这次操作将使航天器沿计划轨道返回地球，以2.5万英里/秒（11 千米/秒）的速度进入地球的大气层，届时温度将高达大约5000华氏度（2760摄氏度），不论是速度还是温度，阿尔忒弥斯1号中猎户座都将比它在2014年所经历的更高 。
大约3周之后，猎户座的飞行总距离将超过130万英里（210万千米），阿尔忒弥斯1号任务也将以猎户座安全返回地球的能力测试为结束，那时，航天器将精确着陆在美国加利福尼亚州巴哈海岸附近的回收舰（recovery ship）视线范围内 。安全溅落之后，猎户座仍将在一段时间内保持电力开启状态，来自美国海军的潜水员和来自NASA探索地面系统（Exploration Ground Systems）的运营团队将从等待的回收舰上乘坐小船靠近航天器 。潜水员将简单地检查航天器是否存在危险隐患，并连接好牵引绳，然后工程师将把太空舱拖入回收舰的井型甲板，将它“托运回家” 。
未来的任务
通过这第一次探索任务，NASA正在引领人类探索深空的下一步，宇航员将在那里建造并开始测试月球表面任务、探索距离地球更远的其他目的地（包括火星）所需的月球邻近系统 。第二次飞行任务将搭乘宇航员进入不同的轨道，并在载人的情况下对猎户座的关键系统进行测试 。对于太空发射系统火箭而言，则将从能够向月球发送超过26吨的初始配置演变为可以发送至少45吨的最终配置 。猎户座、太空发射系统和肯尼迪的地面系统将能够共同满足深空最具挑战性的载人和货运任务需求 。
未来，猎户座的载人探索任务将与“门户”（Gateway）进行组装和对接 。NASA及其合作伙伴将使用“门户”进行深空操作，包括前往和登陆月球的任务，同时减少对地球的依赖 。使用月球轨道，我们将获得必要的经验，使人类探索比以往任何时候都更加深入太阳系 。
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