新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰

新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰白天问题不大，因为月球表面是真空的，所以用反射面控制加热相对容易。夜间则是另一回事。航天器的热量会迅速辐射出去，当太阳在两周的黑暗后再次升起时，着陆器的电池和电子设备就会损坏，无法挽救。展望未来人类在月球上的永久存在，包括大量的商业活动，ispace公司和莱斯特空间核动力集团希望为未来的任务开发核加热器装置，首先从ispace公司的3系列月球着陆器和漫游车开始。图为RTG原型机这些设备不是核反应堆，而是所谓的辐射热发电机（RTG）。它们的工作原理不是裂变，而是钚等浓缩核同位素的自然放射性衰变。在衰变过程中，它们会放出热量，这些热量可以用来发电，或使航天器在月夜或在外太空系统及更远的深空任务中不被冻住。尽管使用RTG使月球着陆器或漫游车存活的想法已经存在了半个世纪，但ispace/Leicester项目却有些不同。这不仅是一个旨在支持私人月球任务的私人投资项目，它还使用了一种不同的同位素。其他大多数太空任务都使用钚238，而新的加热器将使用镅241。这种同位素不仅成本更低，争议更少，而且半衰期超过400年，可以让漫游车保持多年的温暖。莱斯特大学物理天文学院和莱斯特太空公园的汉娜-萨吉博士说："莱斯特大学与国家核实验室联合开发的放射性同位素动力技术在我们正在进行的测试活动中表现非常出色。在这个项目中，我们将与ispace合作，研究使用放射性同位素加热器为航天器提供足够热量以度过月夜的可行性。""英国航天局国际双边资助的第一阶段用于与我们的国际合作伙伴合作，以了解他们的电力需求和任务重点。在第二阶段，我们将开展实验室和概念研究，以证明任务概念的可行性。这也将提供一个机会，向民用和商业航天产业强调该技术，并展示如何利用该技术满足优先任务的关键动力需求。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432624.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432624.htm

美国国家航空航天局的新能源：用于遥远太空之旅的钚238

美国国家航空航天局的新能源：用于遥远太空之旅的钚238能源部向洛斯阿拉莫斯国家实验室运送0.5千克钚-238，是为NASA的放射性同位素动力系统生产燃料的一个里程碑，对深空探索至关重要。这一进展是到2026年每年生产1.5千克燃料目标的一部分，为火星2020等任务提供了支持，证明了NASA与能源部之间持续、重要的合作伙伴关系。这批0.5公斤（略高于1磅）的新型热源氧化钚是自十多年前美国境内重启钚238生产以来最大的一批。它标志着到2026年实现平均每年1.5千克恒定生产率目标的一个重要里程碑。放射性同位素动力系统（RPS）使人们能够探索太阳系内外一些最深、最暗、最遥远的目的地。RPS利用放射性同位素钚238的自然衰变，以轻型放射性同位素加热器（LWRHU）的形式为航天器提供热量，或以多任务放射性同位素热电发电机（MMRTG）等系统的形式提供热量和电力。2022年3月17日，NASA"毅力号"火星车在执行任务的第381个火星日（SOL）回望它的车轮轨迹。图片来源：NASA/JPL-Caltech能源部已经为美国宇航局的"火星2020"等任务生产出了为RPS提供燃料所需的热源氧化钚。第一个受益于此次重启的航天器"毅力号"漫游车携带了能源部生产的部分新型钚。MMRTG持续为这辆汽车大小的漫游车提供热量和约110瓦的电力，使其能够探索火星表面并收集土壤样本，以便可能时进行回收。位于克利夫兰的美国国家航空航天局格伦研究中心的放射性同位素动力系统项目经理卡尔-桑迪弗（CarlSandifer）说："美国国家航空航天局的放射性同位素动力系统项目与能源部合作，使任务能够在太阳系和星际空间中一些最极端的环境中运行。"六十多年来，美国一直在太空中使用基于放射性同位素的电力系统和加热器装置。几十年来，已有三十多次太空探索任务使用了RPS提供的可靠电力和热能。美国国家航空航天局和能源部将继续保持长期的合作伙伴关系，以确保美国能够在未来数十年内完成需要放射性同位素的任务。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399121.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399121.htm

日本私人航天器在尝试登月前成功进入月球轨道

日本私人航天器在尝试登月前成功进入月球轨道Hakuto-R由月球资源开发公司ispace构思和运营，于2022年12月11日在猎鹰9号Block5火箭上发射。它是一个私人登月演示器，也为日本政府和国际客户携带载荷，包括阿联酋月球任务的Rashid漫游车和JAXA/TomySORA-Q可转换月球机器人。最新的演习是该任务10个里程碑中的第7个，反映了ispace公司对深空探索的谨慎态度。探测器的发射是第一步，在月球表面建立稳定的操作是第十步，每个阶段都包括在为下一步开绿灯之前对结果的仔细评估和评价。艺术家在月球空间上的Hakutro-R的概念由于猎鹰9号发射装置的功率相对较低，Hakuto-R进行了三个月的缓慢旅行，使用一系列轨道机动，使其有足够的速度到达月球。在这段时间里，任务工程师能够对飞船的运行能力进行测试，这将为以后的远程任务提供参考。然后，在东京日本桥的任务控制中心的监督下，主发动机和姿态推进器发挥了几分钟的作用，完成了入轨。如果最后的里程碑按计划完成，任务组将在未来几周内就登陆月球的日期作出决定。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350787.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350787.htm

手电筒航天器推进系统的问题让NASA月球任务处于困难之中？

手电筒航天器推进系统的问题让NASA月球任务处于困难之中？任务小组在发射三天后首次观察到推力下降的情况，正在努力分析这个问题并提供可能的解决方案。在巡航期间，"月球手电筒"的推进系统一直在运行，每次最多几秒钟的短时脉冲。根据地面测试，该团队认为，性能不足可能是由于燃料管道中的障碍物造成的，这些障碍物可能限制了推进剂流向推进器。这幅插图显示美国宇航局的月球手电筒正在进行轨迹修正机动，背景是月球和地球。由小型卫星的四个推进器提供动力，该机动装置需要达到月球轨道。资料来源：NASA/JPL-Caltech该团队计划很快将推进器的运行时间大大延长，希望在进行轨迹修正机动时，清除任何潜在的推进器燃料线障碍，使小卫星保持在到达计划的绕月轨道的方向。如果推进系统不能恢复到全部性能，任务小组正在制定替代计划，以利用推进系统目前的减推力能力完成这些机动。月球手电筒将需要从2月初开始每天进行轨迹修正机动，以便在大约四个月后到达月球轨道。在月球表面低空俯冲，这颗公文包大小的小卫星将使用一个由四个近红外激光器构建的新的激光反射仪，将光线照进月球南极的永久阴影坑，以探测表面的冰。为了在其建造时携带的有限推进剂的情况下实现这一目标，"月球手电筒"将采用节能的近直角光环轨道，使其在月球南极9英里（15公里）范围内，最远处为43000英里（70000公里）。只有一个其他航天器采用了这种类型的轨道。美国宇航局的月球自主定位系统技术操作和导航实验（CAPSTONE）任务，该任务于2022年6月发射到一个不同的近直角光环轨道，与Gateway计划的轨道相同。CAPSTONE在前往月球的过程中也遇到了困难，一些帮助小卫星到达其计划轨道的NASA团队正在借出他们的专业知识，以帮助解决LunarFlashlight的推进器问题。描述NRHO的信息图，Gateway独特的近直光环轨道。资料来源：美国国家航空航天局由位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室管理，月球手电筒是第一个使用新型"绿色"推进剂的星际飞船，这种推进剂被称为先进的航天器高能无毒推进剂（ASCENT），比常用的推进剂如肼的运输和储存更安全。该任务的主要目标之一是展示这项技术，以供未来使用。这种推进剂在美国宇航局以前的地球轨道技术示范任务中得到了成功测试。月球手电筒上的其他系统表现良好，包括从未开始使用的Sphinx飞行计算机，该计算机由JPL开发，作为小型卫星的低功率、耐辐射的选择。月球手电筒用于与深空网络进行通信的升级版"光圈"无线电也按照设计进行了运行，它具有一种新的精确导航能力，未来的小型航天器将利用这种能力在其他太阳系天体上进行会合和着陆。其他新的和突破性的系统，如该任务的激光反射仪，将在未来几周在任务进入月球轨道之前进行测试。"月球手电筒"由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院（Caltech）下属的喷气推进实验室（JPL）为NASA管理。小卫星由佐治亚理工学院操作，包括研究生和本科生。月球手电筒灯科学团队由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心领导，包括来自多个机构的团队成员，包括加州大学洛杉矶分校；约翰霍普金斯大学应用物理实验室；以及科罗拉多大学。小卫星的推进系统由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心开发，并得到佐治亚理工学院的开发和集成支持。美国宇航局的小企业创新研究计划资助了小企业的组件开发，包括PlasmaProcessesInc.(Rubicon)的推进器开发，FlightWorks的泵开发，以及BeehiveIndustries（以前是VolunteerAerospace）的特定3D打印组件。空军研究实验室也为"月球手电筒"推进系统的开发提供了资金支持。月球手电筒是由美国宇航局空间技术任务局的小型航天器技术项目资助的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339521.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339521.htm

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源欧空局ExoMars火星探测器"罗莎琳德-富兰克林"的艺术家印象图。图片来源：ESA/ATGmedialab利用放射性元素衰变产生的热量的装置，即放射性同位素加热器（RHU）可以让航天器在不依赖太阳能电池板产生的电能来取暖的情况下运行。欧空局历来依靠美国或俄罗斯合作伙伴为任务提供使用钚238的RHU，但自2009年以来，欧空局一直在开展自己的计划，制造放射性同位素加热器以及提供电力的电池。欧洲RHU将加热任务着陆平台上的组件，该平台将漫游车部署到火星表面。在漫游车离开平台并打开太阳能电池板之前，着陆器会为漫游车供电。位于荷兰诺德韦克的欧洲空间研究与技术中心（ESTEC）的欧空局火星探测小组组长奥森-萨瑟兰（OrsonSutherland）说，因此延长着陆器的寿命可以在部署漫游车过程中出现问题时提供备用电源。镅衰变欧空局的加热器装置不仅是欧洲的首创，也是世界上第一个使用镅-241的地方。镅-241是钚衰变的副产品，每克功率低于其前身。但镅-241的数量更多，价格也更便宜，这意味着即使RHU需要更多的同位素才能运行，它们的总体成本也可能更低。"萨瑟兰说："开发并发射欧洲RHU将是欧空局的首创，也是一项重大成就。罗莎琳德-富兰克林号漫游车拥有独特的装备，可以寻找火星上远古生命的踪迹，其2米长的钻头可以让它在火星表面下钻得很深。但这项任务原定于2018年发射，甚至在与俄罗斯的紧张关系升级之前，就已经因为技术问题和COVID-19大流行而推迟了。欧空局不得不从根本上重新考虑飞行任务，以便在没有俄罗斯航天局参与的情况下进行，俄罗斯航天局本应负责建造着陆器，战争带来的现状导致欧空局只能从头设计的新着陆器，并依靠美国国家航空航天局来填补任务计划中剩余的漏洞。根据协议，NASA将提供在2028年发射ExoMars的能力，并为着陆器提供制动发动机。美国国家航空航天局还将为漫游车提供放射性同位素加热器。未来的电池镅RHU是欧洲利用放射性同位素能源装置（ENDURE）项目的一部分。由于这些装置含有放射性材料，因此需要在发射前进行认证。莱斯特大学（UniversityofLeicester）的物理学家和太空动力系统专家理查德-安布罗西（RichardAmbrosi）说，该合作项目正在努力满足2028年的发射安全要求。ENDURE公司的目标是在本十年结束前开发出能够为航天器提供电力而不仅仅是热量的镅电池，以便在2030年代初及时执行欧空局的一系列月球任务。RHU使用的是放射性衰变自然产生的热量，而核电池（称为放射性同位素热电发电机）则将热量转化为电能。位于英国塞拉菲尔德的国家核实验室将利用英国民用发电厂的乏核燃料制造加热器和电池所需的镅颗粒。萨瑟兰说，欧空局拥有自己的加热装置将使该机构能够扩大其探索范围。他说："在火山口等阴暗区域或夜间为飞行系统保温的能力将使以前无法进入的区域得以探索，并延长任务的寿命。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432080.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432080.htm

月球尘埃可能对绕月飞行的航天器构成严重威胁

月球尘埃可能对绕月飞行的航天器构成严重威胁对于曾经到访月球的宇航员来说，月尘一直是一个安全威胁。然而，随着航天器在月球上降落，更多的灰尘，或科学家所说的弹射物将被吹上轨道。这里的问题是，研究称，虽然美国宇航局的Gateway受影响程度较小，但其他航天器的情况可能不会那么好。这项新的研究可以在预印本服务器arXiv上找到：https://arxiv.org/abs/2305.12234根据该论文，其他航天器"将遭受广泛的损害，每平方米可能遭受数亿次撞击"。虽然这些月球尘埃的颗粒非常细小，但它们对航天器构成的整体威胁不能简单地一笔带过。研究称，除了对绕月轨道上的航天器构成风险外，尘埃还可能对月球栖息地构成威胁，特别是当航天器从月球上降落和起飞时。科学家们正在寻找一种方法，以减少航天器着陆和起飞时被踢出的月球尘埃的数量。然而，这项研究仍处于起步阶段。虽然对月球尘埃的担忧是完全合理和令人担忧的，但科学家的其他计划试图找到方法，使月球表面的尘埃作为尘埃太阳盾，以帮助保护我们的星球免受危险的太阳光线的影响，毫无疑问，这样的计划也可能造成其尘埃带来的自身风险。对月球尘埃可能对未来航天器和月球任务构成的威胁有一个更全面的了解是很重要的，尤其是在美国国家航空航天局和世界各地的机构开始向月球发送更多的航天器之前。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364501.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364501.htm