阿提米絲2號

阿提米絲2號(,正式名稱為)是NASA的阿耳忒弥斯计划的第二個任務和第一次载人飞行,使用太空发射系统Block 1运载火箭发射一艘搭载3名来自美国宇航局的宇航员和1名来自加拿大太空局宇航员的獵戶座太空船,執行月球飞掠測試。任务于美国东部时间2026年4月1日发射(原定于2024年11月。

阿提米絲2號是獵戶座太空船在近地軌道以外的載人飛行測試,旨在支持後續的阿耳忒弥斯计划,最終目標是將人類送回月球表面。阿提米絲2號最初被命名為「探索任務二號」(Exploration Mission-2,EM-2),其原始目標為支援後來取消的。在阿提米絲計畫正式確立後,該任務的目標與定位亦隨之調整。此任務的目標與1968年阿波羅8號(阿波羅計畫中的首次載人绕月飛行)的目標類似。然而,其計畫的更接近阿波羅13號的飛行軌跡。虽然并非飞行计划的初衷,但由于当时月球所处的位置,本次任务的飞行轨迹最远达到40万6771公里,以6600公里的优势超过阿波罗13号,成为史上距离地球最远的载人航天飞行。

歷史
任務規劃與發射日期選定(2017–2021)
2017年,「探索任務2」被規劃為一项單次發射任務,使用太空發射系統Block 1B火箭搭載(EUS)、月球Block 1獵戶座太空船,有效載荷插入量為。原計畫是與先前由機器人放置於月球軌道的小行星會合,並由宇航員執行太空行走及採集樣本。

隨著小行星重定向任務於2017年4月取消,提出了一項為期八天、由四名宇航員組成的任務,沿著環繞月球飛行。2017年的另一項提案則建議四名宇航員搭乘獵戶座,在8至21天內環繞月球飛行,並運送深空门户空间站()的首个模块。

2018年3月,決定將首個月球门户空间站模块搭載於商業運載火箭發射,原因是建造可支撐更強大(EUS)的延遲。最終選定的火箭為獵鷹重型運載火箭。

硬體開發、測試與整合(2021–發射前)
2023年2月11日,NASA將阿提米絲2號核心級的發動機段旋轉至水平位置,標誌著與火箭其餘部分整合前的最後重大里程碑。3月20日,發動機段在路易斯安那州新奧爾良的103號大樓與核心級完成接合。NASA原本預計於2023年夏季將完成的核心級運送至甘迺迪太空中心。但到5月,時間表已延後至2023年深秋。

截至2023年9月25日,RS-25發動機序號 E2047、E2059、E2062 及 E2063 已安裝於新奧爾良的核心級。 然而,因氧氣閥液壓系統洩漏,E2063 發動機於2025年4月被 E2061 取代。

2024年6月,NASA宣布完整配置的核心級預計於7月運送至肯尼迪航天中心,並於16日至25日期間順利完成運送。同時,火箭整合所需的適配器於2024年6月完成主要製作,並於9月抵達肯尼迪航天中心。

太空人陣容於2023年4月3日由NASA局長比爾·納爾遜在德州休斯頓附近的NASA設施發表的「NASA現況」演說中公布,並於當晚在鄰近的NRG體育場公開亮相,參加。
「诚信号」及其正在準備中]]

NASA原計畫於2024年9月開始火箭堆疊作業,但因獵戶座生命維持系統問題調查及在阿提米絲1號返航後發現的熱防護罩損傷,進度延遲超過兩個月。火箭堆疊最終於2024年11月20日開始。堆疊作業於2025年10月20日完成,完成猎户座飞船、及發射中止系統在太空發射系統頂端的整合。

发射日期
在2011年的初步審查中,發射日期被安排在2019至2021年間,但到2019年时發射日期被延後至2023年。2022年,阿提米絲1號尚未发射时,预计发射日期大致在2024年。2024年1月9日,NASA将發射時間推遲至2025年9月,这是由于下列三項問題因素:其一為2022年12月阿耳忒弥斯1號重返大氣層期間,獵戶座太空艙隔熱罩上的材料意外受到侵蝕;其二為太空艙生命維持系統組件,對執行阿耳忒弥斯3号任務的太空船交付的硬體進行檢查後發現驅動閥門的電路故障,包括清除二氧化碳的系統。NASA決定更換電子設備,包括执行阿耳忒弥斯2号的獵戶座飞船的電子設備;其三与猎户座飞船的发射中止系统有关,该系统可让飞船从发生故障的太空发射系统逃逸。在某些情况下,中止系统被触发时,猎户座飞船的电气系统会出现“缺陷”,因此无法保证猎户座飞船从逃逸分离到着陆的整个过程的功率冗余度。

2025年3月,AmericaSpace報導發射日期可能提前兩個月至2026年2月。NASA在聲明中回應,尚無法確認具體日期,但指出:「我們正在尋找可能提前發射的方法,最早可能於2026年2月發射。2月的目標可以讓我們在整合太空發射系統、獵戶座太空船及支援地面系統時,提升作業效率,同時將宇航員安全置於首要考量。」2025年8月,包括、記者以及美國參議員兼前宇航員馬克·凱利也報導任務已改為2026年2月。9月,航天機構官員宣布,計畫的發射窗口自2026年2月5日開啟。由于任务轨道和返回弹道的限制,该任务每月仅有持续数天的发射窗口,以及在各月度发射窗口内的每日持续数小时的发射窗口。

2026年1月18日,与猎户座飞船完成合体的太空發射系統随發射塔從转运至39B發射台。

至2026年1月,阿提米絲二號最早的发射窗口为2026年2月5日至11日,最早的发射日期是美国东部时间2026年2月6日。受2026年1月北美冬季风暴影响,1月30日时,发射日期推迟至不早于2月8日。

模拟演练计划于2月2日进行。演练期间,火箭发生液氢泄漏,因此演练提前终止。受此影响,发射日期由2月推迟至3月,其中最早的发射窗口在3月6日。

更换了导致液氢泄漏的地面硬件后,2月20日,第二次模拟演练顺利完成,NASA宣布准备在最早3月6日发射。2月21日,芯二级ICPS液氦冷卻出现問題,NASA宣布需要将火箭推回至组装大楼检修,發射日期因此由3月推遲至4月。2月23日,由于天气原因,推回作业推迟一天。

熱防護罩問題
在回收後顯示的損傷]]
在2022年11月阿提米絲1號任務後,NASA發現獵戶座飛船在大氣重返過程中出現意外磨損。飛行後檢查顯示材料部分區域炭層脫落,磨損程度超過預先模型預測。NASA報告指出,艙內溫度仍在設計範圍內,但這種意外仍需進一步分析。損傷的特寫影像直到2024年5月才公開,出現在的報告中。

2024年4月,NASA成立獨立評估團隊,評估熱防護罩性能及阿提米絲2號任務的規劃方案。評估於2024年12月完成,NASA宣布將使用現有熱防護罩執行阿提米絲2號。NASA舉行新聞簡報會說明調查結果,但公開版本報告經大量刪減,引發部分前NASA工程師與宇航員批評資訊披露不足。

NASA工程師判定,阿提米絲1號觀察到的炭層脫落是由於氣體困在AVCOAT材料中,導致重返大氣時出現裂縫和局部材料損失。NASA決定不更換阿提米絲2號的熱防護罩,而是調整重返軌跡,提高下降角度,減少航天器在受損熱環境下停留的時間。根據NASA的模擬與地面測試,此調整可限制進一步炭層脫落,且仍在結構與熱力安全範圍內。再往後的登月任務才會包含歐洲及亞洲的宇航員。

任务内容
阿耳忒弥斯二号任务计划使用太空发射系统Block 1火箭,发射载有四名宇航员的首艘载人猎户座飞船,进行月球飞掠。该任务采用多次地月转移轨道注入(MTLI)或多次离地点火的方式,并包含从月球返回地球的自由轨道。猎户座飞船将被送入高地球轨道,停留时间约为24小时。在此期间,宇航员将对飞船的生命维持系统进行各种检查,并使用已耗尽的临时低温推进级(ICPS)作为目标,进行在轨交会和近距离操作演示。当猎户座飞船再次到达近地点时,它将点燃主发动机完成地月转移轨道注入机动,进入月球自由返回轨道,最终返回地球。

光通信系统
阿耳忒弥斯二号将使用“猎户座阿耳忒弥斯二号光通信系统”(O2O)测试和演示与地球之间的光通信。O2O硬件将被集成到猎户座飞船中,包括一个光学模块(一个100毫米望远镜和2个万向节)、调制解调器和控制电子器件。O2O将与加利福尼亚州和新墨西哥州的地面站通信。该测试设备将以高达每秒260兆比特的下行速率向地球发送数据。

任务概述
阿耳忒弥斯二号的飞行计划可以分为几个关键阶段,总共大约需要十天时间:

發射
协调世界时(UTC)2026年4月1日22時35分12秒(當地時間為北美东部时区下午6時35分12秒),太空發射系統Block 1火箭搭载猎户座飞船“诚信号”自甘迺迪太空中心39B發射複合體升空,任务正式开始。在升空前約7秒,四具主引擎點火並逐步推升至全推力;於T-0時刻,航天飞机固体助推器同步點火,並在最初兩分鐘內提供大部分推力。助推器於速度約、高度約時分離。

指揮官里德·懷斯曼於左側座位監控發射過程。儘管整體飛行為全自動控制,但在必要情況下仍可由人員介入,主要可能為發出中止任務指令。核心級持續燃燒約8分鐘後分離,使獵戶座太空船進入一個高橢圓軌道,其遠地點約為,約為國際太空站軌道高度的近五倍。

在初始上升階段中,(ICPS)並未啟動。

地球轨道和系统检查
在主引擎關機後不久,克里斯蒂娜·科赫與傑里米·漢森依計畫解開座椅束縛,並開始設置與測試太空船上的關鍵生命維持系統,包括供水裝置、消防面罩以及廁所系統。所有系統檢查均順利完成後,(ICPS)於遠地點點火,時間約為發射後50分鐘,用以提升高度。

當太空船抵達新的近地點後,隨即進行一次約15分鐘的燃燒,使下一次遠地點提升至,從而建立一個週期約23.5小時的高地球軌道。同時,ICPS亦依計畫釋放其搭載的立方衛星。

完成上述操作後,機組人員將艙內配置由發射模式轉換為太空飛行模式,設置運動設備,並透過體能活動對生命維持系統進行壓力測試,同時進行用餐。
完成該次燃燒後,NASA管理團隊對太空船性能進行審查,隨後批准進行最終的地月轉移。

在飛行第3天,任務控制中心判定太空船已處於理想軌道,因此原定三次外向軌道修正中的首次點火被認為無需執行。 同日,機組亦遭遇廁所故障問題,尿液在排放管線中結冰,導致無法排放至太空;該問題透過啟用排氣加熱器並旋轉太空船,使排放口暴露於陽光下而獲得解決。
,由里德·懷斯曼於完成跨月注入後自獵戶座太空船窗外拍攝。]]
在飛行第4天,科赫與漢森輪流手動操控太空船,以評估其在深空環境中的性能。在41分鐘內,他們測試了兩種推進器控制模式(六自由度與三自由度),以為工程師提供更多關於太空船操控特性的數據與觀察。

在飛行第5天,獵戶座執行了一次持續17.5秒的外向軌道修正點火,以精細調整其前往月球的飛行路徑。 在三次預定的外向修正點火中,此為唯一實際執行的一次。機組人員亦測試其獵戶座機組生存系統太空衣,包括進行氣密檢查、模擬就座操作、評估活動能力,以及在穿著太空衣時進食與飲水的能力。該太空衣旨在於飛行動態階段提供保護,在座艙失壓情況下提供生命維持功能,並支援濺落後的生存作業。任務控制中心同時傳送最終選定的月球表面觀測與攝影目標清單。機組完成最終準備,並與地面控制人員進行會議,以審查觀測目標並確定觀測技術。

月球飞掠
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影像,顯示月球遮蔽太陽的瞬間。]]
在飛行第6天,獵戶座進入月球的,此時月球重力成為主導其軌道的主要作用力。 當機組人員飛越月球背面時,獵戶座自22時46分起經歷約40分鐘的通訊中斷,並於23時24分重新與地球恢復通訊。

在飛越過程中,機組人員發現兩座新的隕石坑,並提議分別命名為诚信隕石坑(Integrity,或译为“正直陨石坑”,以本次任务的猎户座飞船名稱命名)以及卡洛爾隕石坑(Carroll,以威斯曼已故妻子命名)。
通訊中斷結束後,獵戶座經歷了一次日食現象。此次日食持續57分鐘,自1時35分開始,至2時32分結束。

返程
在完成飛越後,獵戶座沿返回地球。美國國家航空暨太空總署預計在為期四天的返航期間執行多次軌道修正推進,以確保能精確再入地球大氣層。 隨後,機組人員與NASA科學官員進行任務回顧。當日其餘時間則安排交錯的休息時段,以為最終返航準備。 當天最後以一次15秒的軌道修正點火結束,這是三次修正操作中的首次,用以精細調整太空船返回地球的軌跡。

在飛行第8天,原定由懷斯曼與格洛弗進行的手動控制測試被取消,以便地面控制人員對獵戶座的推進系統進行額外測試。此項變更使工程師能夠蒐集中一處微小氦氣洩漏的相關數據,並進一步掌握其在飛行中的行為特性。儘管該洩漏未影響任務安全,但相關數據預計將用於未來阿提米絲計畫任務的推進系統改進。此外,原定進行的太空船輻射防護示範亦被取消。

在飛行第9天,獵戶座進行了一次9秒的軌道修正點火,以進一步優化其返回地球的軌跡。當日其餘時間主要用於艙內準備工作,包括機組人員收納設備、安裝座椅,以及在濺落前檢視再入程序。

在飛行第10天,獵戶座進行了一次8秒的軌道修正點火,這是在再入前分離之前的最後一次推進操作。 NASA表示,此次任務僅消耗了服務艙燃料的一半以下。 在分離之後,指令艙上的推進器運作19秒,使其遠離服務艙並進入適當的再入角度。

返回弹道
阿耳忒弥斯2号任務的再入轨迹最初規劃採用「」(skip reentry),即太空船短暫進入高層大氣後,利用升力反彈至外層空間,随后再第二次进入大气层,以耗散能量並提升著陸精度。然而,由於阿提米絲1號任務中觀察到防熱盾被进入的高温气体侵蝕的問題,任務管理團隊放弃了原先的跳跃式再入弹道方案,改採較陡峭的再入軌跡,飞船再入时只会在大气层内有一个小幅度的气动提升,但不会离开大气层进行第二次再入。这一改动虽然使得再入速度升高,但减少了再入耗时,有助于减轻防热盾内高温气体的积聚,从而缓解由此引发的防热盾变形。该最终方案与阿波罗飞船的轨迹类似。

圣迭戈县外海的太平洋上,海軍潛水員協助機組人員登上左側的「前甲板」(一種充氣救生筏),再由直升機吊升撤離;同時,橘色穩定環包覆艙體以提升穩定性。]]

在飛行第10天,誠信號以最高約的速度再入地球大氣層,隨後開始減速。 此一最高速度雖高於一般地球軌道任務,但與阿波羅計畫登月任務的再入速度相當。

濺落發生於2026年4月11日00時07分27秒UTC(2026年4月10日 17時7分27秒 ),地點位於美国加州圣迭戈县附近的太平洋海域。 隨後由美國海軍使用聖安東尼奧級兩棲船塢運輸艦進行回收作業,在约2小时后将宇航员接至本舰。一架經改裝的(編號N926NA,NASA 926)高空研究飛機提供了濺落與回收過程的影像。

一架由Atel Leasing Corp Trustee持有的改裝塞斯纳208(編號N97826)在濺落地點上空盤旋,提供即時空中畫面;該機亦曾用於阿耳忒弥斯一号發射任務。

美國海軍與NASA部署了超過7架西科斯基S-70直升機,用於支援人員救援與濺落影像紀錄。4名宇航员分为两个2人组,分别由2架直升机吊起运送至。

在機組人員撤離後,獵戶座太空艙由海軍回收,並對太空人進行醫學評估。其後,太空人亦將進行著陸後功能測試,包括障礙賽與模擬太空漫步,以評估其在任務後恢復地球重力適應能力的速度,並為未來月球及載人火星任務作業做準備。NASA计划接收6单元(12千克)和12单元(20千克)两种立方体卫星,并将它们安装在SLS上面级和猎户座飞船之间的级间适配器环内侧,在猎户座飞船分离进入高地球轨道后展开。尽管最初预计在2020年2月进行选择,

2024年9月,美国宇航局宣布,将在本次任务中搭载五颗来自国际合作伙伴的立方体卫星。这些有效载荷来自《阿耳忒弥斯协定》的签署国,旨在推进全球科学技术研究,同时扩大国际社会对深空的探索。首颗入选的立方体卫星是德国的“TACHELES”,它将研究太空环境对月球车所用电子元件的影响。2025年5月,NASA宣布已选择阿根廷国家空间活动委员会的ATENEA卫星加入该任务,其目标是研究辐射屏蔽、绘制周围辐射环境图、收集用于任务规划的GPS数据以及测试远程通信系统。韩国航空航天研究院和沙特阿拉伯航天局的立方体卫星也计划发射,所有五颗卫星的有效载荷都将进入高地球轨道。

公众互动
为了引起公众兴趣,美国宇航局提供了能夠获取此次任务电子纪念登机牌的网站。在2026年1月21日之前,公众可以在线输入自己的姓名,这些姓名将被存储在猎户座飞船绕月飞行时内置的SD卡中。该网站会生成一张“登机牌”图片供下载,图片上印有网站访问者输入的姓名或文字。

2025年3月7日,美國國家航空暨太空總署(NASA)宣布啟動「阿提米絲2號」(ZGI)設計挑戰賽,為此次任務設計吉祥物。 NASA收到了來自50多個國家共2600多份參賽作品,最終獲獎者和24名入圍者共獲得$23275美元獎金。 2026年3月27日,在甘迺迪太空中心舉行的發射前儀式上,NASA首席技術官克里斯蒂娜·科赫宣布,由來自加州山景城的8歲男孩盧卡斯·葉設計的「崛起」(Rise)榮獲冠軍。吉祥物的設計靈感來自阿波羅8號拍攝的「地球升起」照片,描繪了戴著棒球帽的月球,由NASA專門製作並繫在太空人艙內。

2026年3月4日,美國太空總署(NASA)公佈了阿提米絲2號任務的太空人菜單。在發射和著陸過程中,太空人將只食用方便食品;在軌道上,他們可以使用獵戶座飛船的飲水機復水冷凍乾燥食品,並使用公文包式食物加熱器加熱食物。這些餐點由四名太空人在飛行前試吃,最終確定了這份菜單,並在營養需求和儲存限制之間取得平衡。菜單上的食物包括58張墨西哥薄饼、法式鹹派、烤牛腩和辣味豆角。為了紀念任務中的加拿大太空人,菜單中還包含了五種加拿大產品。此外,菜單上還準備了43份咖啡、五種不同口味的辣醬,以及楓糖漿、花生醬、芥末、果醬和蜂蜜等調味料。

類似任務
阿提米絲2號的目標與阿波羅計畫首次載人登月任務——1968 年的阿波羅8號類似。與1969年的阿波羅8號和阿波羅10號繞月飛行但未著陸不同,阿提米絲2號不會進入月球軌道。 相反,阿提米絲2號將像1970年的阿波羅13號一樣,沿著繞月飛行。阿波羅13號的最近點距離月球表面約,而阿提米絲2號的最近點距離約為,略大於兩個月球直徑。

参见

  • 阿提米絲任務列表
  • 前往月球的航天任务列表
  • 探測器5號:苏联的第一次无人的绕月任务
  • 阿波罗8号:美国阿波罗计划的第一次绕月任务

注释
參考資料
外部連結

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