牵牛星号
| 牵牛星号 | ||
|---|---|---|
 牵牛星登陆月面的艺术想象图(NASA) | ||
| 描述 | ||
| 作用: | 月球着陆 | |
| 乘员: | 4名 | |
| 尺寸 | ||
| 高度: | 9.7米 | |
| 直径: | 7.5米 | |
| 登月基架跨度: | 14.8米 | |
| 容积: | 31.8立方米 | |
| 质量 | ||
| 上升段: | 10809 kg | |
| 下降段: | 35055 kg | |
| 发动机[1] | ||
| 喷气操纵 | 445 N | |
| 上升推进 (LOX/LH2) RL-10系列x1: |
44.5 kN | |
| 下降推进 (LOX/LH2) RL-10系列x4: |
66.7 kN | |
| 性能 | ||
| 续航: | 7 天(飞行中) | 210天(驻扎) |
| 近月点: | 月面 | |
 牵牛星号logo | ||
| 牵牛星号 | ||
牵牛星号 (Altair) 航天器，即以前的月面着陆器 (LSAM)，是 NASA 的星座计划中的登月舱，宇航员计划在2019年乘坐此航天器在月球着陆。牵牛星号将同时用于奔月飞行任务和月球驻扎任务。[2]
命名
2007年12月13日，NASA 将月面着陆器正式取名为“牵牛星号”。牵牛星是北半球夜空中第12明亮的星体，位于天鹰座。在拉丁文中，天鹰 (Aquila) 意思是鹰，这使人联想到阿波罗11号的登月舱鹰号。牵牛星这个名称本身 (Altair) 也是阿拉伯语الطائر (al-ṭā'ir) ，意思是鹰，大鸟，或者飞行者。[3]
在NASA正式公布名称之前，媒体也曾猜测其他名称。在设计团队的投票中，选择了 Altair 而不是 Pegasus。[4][5]
描述
NASA 对牵牛星号只进行了概念设计，并未实际建造太空飞行器。原本计划预定在 2018 年首次执行飞行测试计划，以及计划在 2020 年之前将船员和一些月球表面探测系统送至月球。[6][7]
和阿波罗登月小艇 (Apollo Lunar Module) 相同，牵牛星号的登陆器也有两级，下降级 (descent stage) 将用于容纳太空员、生命维持设备，以及升降级 (ascent-stage) 的马达和转向火箭所需的燃料。
牵牛星号船舱也和阿波罗登月小艇一样，设计基于一个圆筒形结构，但当代的蓝图和电脑模拟显示采用了垂直圆筒形结构。与先前设计只有两人乘坐的阿波罗登月小艇不同，牵牛星号的设计是为了将全部四人的船员送到月球表面，而临时空置的猎户座船舱则会保持在月球轨道上。
牵牛星号被设计为能够在地球之外（太空和月球表面）运行长达 210 个地球日的时间。[8]还具备无人飞行任务的能力，就像阿波罗应用计划中提出的 LM Truck 概念一样。如下是三种牵牛星号可采取的任务模式[8]：
- 乘员飞行模式
- 乘员驻扎模式 (无空气锁)
- 无人货运模式，可将15吨货物送往月球
牵牛星号与阿波罗登月小艇在设计上有两扇舱门：一扇门位于顶部，用于连接牵牛星号与猎户座船舱之间的通道，另一扇门则用于进入月球表面。与阿波罗登月小艇不同，牵牛星号将在舱室和主门之间拥有一个类似太空梭和国际空间站的气闸舱。该气闸舱除了保持舱内压力，也能够让太空员穿戴或卸除太空服，不会让潜在危险的月球尘埃带入主要船舱内。而与阿波罗登月小艇不同的是，牵牛星号允许太空员在舱外活动期间，气闸舱内的区域压力被抽空让舱内保持正常压力，这可以避免太空服在作业期间发生异常时，太空员可以快速返回牵牛星号进行更换，而不需要终止整个太空任务，且在登月期间，登陆小组能够完成大部分任务，享受为期七天的月球逗留。
战神五号只有10米直径，而牵牛星号带起落架有15米，因此采用了收缩设计以使牵牛星号能放入战神五号的整流罩。
牵牛星号还将使用改进的厕所（类似于国际空间站和俄罗斯联盟号飞船上使用的厕所）一个食物加热器，激光测距系统。飞船仪表采用玻璃座舱设计，采用波音787的电脑系统。
发动机
牵牛星号的下降段采用低温发动机，上升段采用自燃推进剂发动机。低温和自燃推进剂都采用氦气高压喂送，而没有使用大多数火箭采用的泵压设计。
任务要求牵牛星号能从赤道面或大倾角面降落到极地着陆区，着陆器下降段采用RL10火箭发动机（曾用于德尔塔四号，半人马座上面级），使用液氢液氧推进剂。上升段则使用一台喷气飞机公司的AJ-10发动机。
NASA曾倾向于在上升段使用液氧甲烷发动机，因为考虑到未来的登陆火星计划，火星上的二氧化碳(CO2)与氢气通过萨巴蒂埃反应在催化剂作用下可生成甲烷。而成本高昂和不成熟的甲烷发动机技术迫使NASA改为采用低温发动机。
在轨集合
考虑到牵牛星号和地球出发级的尺寸和质量，它们将被战神五号送入低地球轨道，而战神一号搭载猎户座号载人航天器升空与之交汇对接，随后前往月球。而如果是无人货运，则在地球出发级点火前往月球前，航天器还要做一次自检。
飞行计划
研发
牵牛星号的研发由约翰逊航天中心的星座月球着陆器工程小组负责。他们则直接与曾参与阿波罗计划的宇航员，工业供应商及大学联系研发牵牛星号。曾制造阿波罗登月舱的诺斯洛普·格鲁门公司被邀请协助进行牵牛星概念设计。[9]
参考
- ^ NASA's Exploration Systems Architecture Study. nasa.gov. [2007-11-13]. （原始内容存档于2007-11-20）.
- ^ Lunar Orbit Insertion Targeting and Associated Outbound Mission Design for Lunar Sortie Missions (PDF). NASA. 2007 [2009-08-22]. （原始内容存档 (PDF)于2011-06-05）.
- ^ NASA names next-gen lunar lander Altair. collectspace.com. [2008-02-06]. （原始内容存档于2008-02-19）.
- ^ NASA to name moonlander after Greek goddess Artemis. flightglobal.com. [2006-10-03]. （原始内容存档于2011-09-12）.
- ^ NASA lunar lander design plans revealed. flightglobal.com. [2007-07-17]. （原始内容存档于2007-08-18）.
- ^ NASA Chooses "Altair" as Name for Astronauts' Lunar Lander. NASA. 2007-12-18 [2009-08-22]. （原始内容存档于2009-04-25）.
- ^ Lyndon B. Johnson Space Center. Constellation Program: America’s Spacecraft for a New Generation of Explorers (PDF). NASA. [2023-07-04]. （原始内容存档 (PDF)于2023-04-06） –通过NASA （英语）.
- ^ 8.0 8.1 NASA. Constellation Accomplishments. NASA. 2009 [2009-06-18]. （原始内容存档于2009-06-21）.
- ^ Northrop Grumman Helps NASA Shape Plans for Affordable Lunar Lander. irconnect.com. [2007-07-17]. （原始内容存档于2015-05-30）.