由私人航空航天公司Intuitive Machines设计的奥德修斯着陆器,成为自1972年以来第一艘登陆月球的美国制造的航天器。它于2月15日由SpaceX猎鹰9号火箭发射升空。
“毫无疑问,我们的设备在月球表面,我们正在传输信号,” Intuitive Machines联合创始人蒂姆·克雷恩(Tim Crain)在直播中说道。
美国航天器50年来首次登月
“今天,美国半个多世纪以来首次重返月球,”美国宇航局局长比尔·尼尔森在4.3米高的着陆器成功抵达月球表面后不久表示,“今天是展示NASA商业伙伴关系的力量和承诺的一天。”
在绕月飞行时,奥德修斯拍摄了贝尔科维奇陨石坑的照片。着陆器包含六个美国宇航局研究设备,包括用于分析月球土壤和电子等离子体的设备。
奥德修斯号还携带了美国艺术家杰夫·昆斯 (Jeff Koons) 的作品——一个透明的盒子,里面有 125 个代表月相的不锈钢圆形雕塑。
1972年12月阿波罗17号任务结束后,美国停止向月球发送着陆器。
上个月,美国宇航局(NASA)宣布,其载人飞越月球的阿耳忒弥斯二号任务已推迟至2025年9月。宇航员重返月球现预计于2026年9月。
在最后一刻还是故障频发,登陆过程险象环生
Intuitive Machines的奥德修斯号着陆器在最后一刻导航传感器故障后,进行了一次历史性的、令人紧张的下降,周四在月球上着陆,成为50多年来第一艘实现登月的美国制造的航天器,也是美国制造的第一艘 航天器一家私营公司。
在推迟了最终下降一个轨道后,NASA实验性导航传感器投入使用,并测试了匆忙编写的软件补丁,将其数据传送到着陆器的飞行计算机上,奥德修斯最终于美国东部时间下午6点23分在陨石坑附近着陆。被称为马拉珀特A(Malapert A),距月球南极约186英里。
位于休斯敦的Intuitive Machines Nova控制中心的工程师预计着陆后,最多需要两分钟左右才能重新建立通信,但并未立即找到预期的信号。
最后,英国的通信天线接收到微弱的信号,表明航天器实际上在着陆中幸存下来。
任务主任蒂姆·克莱恩告诉飞行控制小组:“毫无疑问,我们可以确认的是,我们的设备位于月球表面,并且我们正在传输信号。”那么恭喜IM团队!我们将看看我们能从中获得多少更多。”
但对航天器及其有效载荷健康状况的详细评估有待遥测分析。最后,在着陆两小时后,该公司报告称,在排除通信故障后,飞行控制人员已确认奥德修斯处于直立状态并开始发送数据。目前,我们正在努力从月球表面下载第一批图像。
历史性的下降是在奥德修斯刹车进入与月球赤道倾斜80度的轨道的一天后开始的。在周四坠向地面的过程中,机载摄像头和激光器被编程为扫描下面的地面以识别地标,为着陆器的制导系统提供转向输入,以帮助微调轨迹。
但这些传感器未能正常运行,促使Intuitive Machines转而使用一组NASA传感器,这些传感器在船上作为技术演示。这些传感器原本不打算在着陆期间使用,但随着下降开始,工程师报告说它们运行正常,可以提供所需的导航数据。
着陆前大约12分钟,飞船的主发动机在不到20英里的高度点火,几分钟后,奥德修斯从水平方向翻转到垂直方向,径直坠落到地面。
当航天器下降到100英尺以下时,安柏里德尔航空大学的学生建造的一个名为“EagleCam”的创新相机包会掉落,并尝试从侧面拍摄着陆器的最终下降过程。航天器上的美国宇航局摄像机将拍摄正下方的地面。
当奥德修斯到达距地面约33英尺的高度时,主发动机已将油门降至计划着陆速度约2.2英里/小时(老年人的步行速度)。虽然着陆后重新建立通信的时间比预期要长,但在英国收到的微弱信号让人松了一口气。
着陆器机载摄像机和EagleCam的视频无法实时传回地球。Intuitive Machines的工程师最初表示,第一张照片预计会在着陆后半小时左右内拍摄到,但考虑到通信问题,这些照片预计会在晚些时候收到。
着陆器在月球发出微弱的信号
周四,一艘私人着陆器着陆月球,但仅收到微弱的返回信号,飞行控制人员正争先恐后地与50多年来第一艘抵达月球表面的美国航天器取得更好的联系。
尽管通信不稳定,但建造和管理这艘飞船的公司Intuitive Machines确认它已经着陆。该公司没有立即透露着陆器的状况,甚至没有确切的位置。该公司在确认着陆后不久就结束了网络直播。
任务负责人蒂姆·克莱恩表示,该团队正在评估如何提炼来自名为奥德修斯的着陆器的唯一信号。
Intuitive Machines首席执行官Steve Altemus说道:“我知道这是一个棘手的问题,但我们在表面上,我们正在传输。欢迎来到月球。”
在指定的着陆时间后,该公司休斯顿指挥中心的紧张局势加剧,因为控制人员正在等待25万英里外航天器的信号。近15分钟后,该公司宣布收到来自着陆器的微弱信号。
上周发射的六英尺高的碳纤维和钛着陆器高达14英尺,为美国国家航空航天局进行了六次实验。航天局向该公司提供了1.18亿美元,用于建造和飞行着陆器,这是其在宇航员计划几年后返回之前将月球交付商业化的努力的一部分。
着陆器计划运行一周,直到漫长的月夜。一周后,月夜将把着陆区笼罩在黑暗中,使航天器陷入冰冷之中。温度的剧烈波动将是困难的——很可能会使车辆无法工作。
私人航天器首次着陆月球
这次成功登月标志着自1972年阿波罗17号任务以来美国制造的航天器首次着陆,也是私人制造的航天器的首次着陆。
总部位于匹兹堡的Astrobotic公司希望上个月凭借其Peregrine着陆器获得这一荣誉,但在1月9 日发射后不久,任务因推进剂箱破裂而脱轨。早期的两家私人月球企业,一家来自以色列,另一家来自日本,也结束了失败中。
只有美国、苏联、中国、印度和日本政府成功地将着陆器送上月球表面,而日本的SLIM着陆器只取得了部分成功,于1月19日着陆时发生翻倒。
游隼号和奥德修斯号均由美国宇航局商业月球有效载荷服务计划(CLPS,发音为“clips”)提供部分资金,该计划旨在鼓励私营企业开发运输能力,以便美国宇航局可以利用这些能力将有效载荷运送到月球。
该机构的目标是帮助启动新技术的开发,并收集计划在本十年晚些时候登陆月球南极附近的阿耳忒弥斯宇航员所需的数据。
NASA向Astrobotic支付了1.08亿美元用于其在Peregrine任务中的参与,并另外支付了1.29亿美元用于Odysseus仪器和月球运输。
登陆器上有什么?
奥德修斯号配备了六台NASA仪器和另外六台商业有效载荷,包括艺术家杰夫·昆斯 (Jeff Koons) 创作的小型月球雕塑、概念验证云存储技术、哥伦比亚运动装 (Columbia Sportswear) 隔热毯和小型天文望远镜。
美国宇航局的实验包括:研究月球表面带电粒子环境的仪器、导航技术演示以及旨在拍摄着陆器发动机废气如何破坏着陆点土壤的向下相机。
船上还配备了一种创新传感器,利用无线电波来准确确定太空失重环境下储罐中还剩下多少低温推进剂,这项技术预计将被证明对下游月球任务和其他深空航行有用。
奥德修斯及其仪器预计将在地面运行大约一周,直到太阳在着陆点落下。届时,着陆器的太阳能电池将不再能够发电,航天器将关闭。奥德修斯的设计初衷并不是为了在超冷的月夜中生存。
登上月球带做什么?
据美国国家航空航天局称,马拉珀特A是一个与周围环境相比相对平坦的地区。地点具有战略意义:南极具有广泛的国际利益,因为它被怀疑是储存水冰的地方,这些水冰可以转化为饮用水,甚至火箭燃料,用于未来的任务。
航天局表示:“美国国家航空航天局的有效载荷将重点展示通信、导航和精确着陆技术,并收集有关火箭羽流和月球表面相互作用的科学数据,以及影响射电天文学的空间天气和月球表面互作。”。
拯救奥德修斯着陆的导航多普勒激光雷达就是其中一个有效载荷。
美国国家航空航天局的目标是执行机器人科学任务,在专注于准备宇航员登月的同时,寻求通过私人合作伙伴了解更多关于月球环境的信息,美国急于重新登上月球。航天局计划在2026年进行首次载人返回月球表面的任务。
阿尔忒弥斯计划已经出现延误。Altemus表示,他设想,如果宇航员任务面临进一步的日程挫折,特别是来自中国的竞争,那么在美国国家航空航天局商业月球有效载荷服务(CLPS)倡议下运营的直觉机器等公司可以支持美国的月球努力。