
“门户”空间站将“猎户座”飞船和SpaceX公司的深空物流飞船送入月球极地轨道,在“阿尔忒弥斯4号”任务期间支持月球表面的科学发现。来源:美国国家航空航天局
随着美国宇航局为人类通过阿尔忒弥斯任务长期重返月球表面做准备,该机构正在引入新颖的概念——以科学和数十年的人类太空飞行经验为后盾——在月球上和月球周围开辟新的道路。
“门户”是一个国际合作项目,是一个由人类管理的小型空间站,将围绕月球运行。月球前哨是专门为实现深空探测而设计的,具有在太空中保持持续存在和在深空环境中进行研究的多种能力。像人类栖息地,包括猎户座在内的各种航天器的多个对接端口,以及举办研究太空天气的实验的能力,这些都将有助于未来的探索工作。同样,“门户”号独特的近直线光晕轨道(NRHO)也被特别选中,以帮助确保未来阿尔忒弥斯号任务的成功。
Gateway的近直线光晕轨道(简称NRHO)围绕月球运行。来源:美国国家航空航天局
关于航天器如何绕月运行,有很多选择,但有两个特别的选择——低月球轨道和远逆行轨道——有助于理解为什么NRHO适合Gateway。
低月球轨道上的航天器沿着非常接近月球表面的圆形或椭圆形轨道运行,每两小时完成一次轨道运行。在低月球轨道上,Gateway和月球表面之间的运输非常简单,因为它们离得很近,但由于月球的重力,需要更多的推进剂来维持轨道。因此,低月球轨道对于Gateway计划在月球上长期存在(至少15年)并不是很有效。
与此同时,一个遥远的逆行轨道提供了一个大的、圆形的、稳定的(或更省油的)轨道,每两周绕月球一周。然而,“门户”号在稳定的轨道上获得的好处,在容易接近月球时就会失去:遥远的轨道会让它更难到达月球表面。
第三个选择,NRHO,正好适合Gateway,结合了低月球轨道(表面访问)和遥远逆行轨道(燃料效率)的好处。NRHO几乎像一条项链一样挂在月球上,它是一个一周的轨道,在地球和月球的引力之间保持平衡。这条轨道将定期把“门户”号带到足够接近月球表面的地方,为宇航员到达月球南极提供简单的通道,在那里宇航员将测试在其他行星上生活的能力,包括火星。除了南极之外,NRHO还可以为宇航员和他们的航天器提供进入月球周围其他着陆点的通道。
NRHO的好处不仅限于地面通道和燃油效率。NRHO将允许科学家利用深空环境进行新时代的辐射实验,这将激发对太空天气对人和仪器的潜在影响的更深入了解。NRHO还将为“门户”提供地球的连续视线,或“视图”,转化为地球和月球之间的不间断通信。
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信息图描绘了Gateway独特的近直线光晕轨道NRHO。来源:美国国家航空航天局











