历经15年和1000次测试 猎户座飞船的隔热罩是否已准备好承受高温？

历经15年和1000次测试猎户座飞船的隔热罩是否已准备好承受高温？杰里米-范德卡姆是位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的猎户座飞船热保护系统（TPS）的副系统经理。他领导的团队开发了隔热罩和热瓦，这一装置将保护猎户座免受航天器在回家途中遇到的极高温度。"猎户座将在两倍于熔岩的温度下炽热地穿过地球的大气层，"范德卡姆说。"但一切都表明热保护系统将发挥巨大的作用，成功返航将有助于确认热防护罩已准备好保护返回地球的宇航员。"责任重大，但是，对范德坎来说，这一刻并不紧张，他只是对大日子终于到来感到兴奋。猎户座的隔热罩使用烧蚀材料Avcoat制成的的瓷砖，在重返地球大气层时保护其工作人员。一个烧蚀器以一种可控的方式燃烧，将热量从航天器上转移出去。猎户座的隔热罩在返回时将经历大约5000华氏度的温度--大约是太阳温度的一半。资料来源：NASA/IsaacWatson在越过月球，距离地球近27万英里后，太空舱将以每小时25000英里的速度飞行。当它穿过地球的大气层时，与空气的摩擦将在几分钟内将这一速度降至每小时300英里。其结果是产生大量的热量。阿波罗乘员舱的隔热罩依靠一种叫做Avcoat的材料来战胜热量。它是一种烧蚀装置，意味着它在再入大气层时以一种可控的方式燃烧，将热量从航天器上转移出去。新的Avcoat瓦片系统仅有一到三英寸厚，被用来覆盖猎户座防热罩的外表面。这将使隔热罩正面的华氏5000度和背面的仅200度之间产生极大的差异。第二种烧蚀材料也被用在猎户座的某些位置。由埃姆斯发明的三维多功能烧蚀热保护系统（3DMAT）是由树脂与石英丝编织而成。它比Avcoat更强，并被包括在内以加强航天器上的连接点。VanderKam对该系统的信心部分来自于对热保护材料的广泛测试。在埃姆斯的电弧喷射设施中，令人难以置信的高温、快速移动的气体模拟了进入大气层的条件，TPS团队进行了1000多次测试。2021年4月19日，猎户座飞船的隔热罩材料样品在位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的激光增强电弧喷射设施中接受测试。在该系列测试中，首次在结合了航天器从月球返回后进入地球大气层时将经历的两种加热形式（辐射和对流）的环境中评估了隔热罩。在这个片段中，只有对流加热正在被应用。测试结果帮助认证了阿特米斯任务的热防护罩。资料来源：美国国家航空航天局/阿姆斯研究中心数据丰富的返回猎户座在12月11日星期日的再入将对TPS团队的工作进行最终的测试。范德卡姆将在圣地亚哥海岸外的一艘美国海军舰艇上等待，飞船溅落在太平洋上后，他将参与回收工作。阿特米斯一号的一个主要目标是对猎户座的隔热罩进行认证，以便在有宇航员的飞行中使用。这一决定所需的一些数据将来自嵌入Avcoat材料的传感器。埃姆斯公司制造的仪器将测量隔热罩所经历的温度，而压力和辐射传感器则由美国宇航局位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心和位于休斯顿的约翰逊航天中心提供。在阿特米斯一号任务之后，艾姆斯团队还将收获烧焦的阿夫卡特瓦片的样本，以分析材料的烧蚀情况。范德-卡姆希望从猎户座的飞行数据中学到很多东西，这也将有助于确认他们的计算机模拟的准确性。这些模拟部分是由埃姆斯的同事创建的，以预测太空舱的发射和再入条件。2018年11月1日，美国海军潜水员参加了与美国国家航空航天局的练习，从太平洋的开放水域回收猎户座太空舱的测试版本。猎户座被拖入附近的"约翰-P-默沙东"号舰的井台。在这个视图中，有两个大的、橙色的模拟直立袋，但当猎户座真正落海时将会有五个。资料来源：美国宇航局/托尼-格雷所有这些信息加在一起，可以用来确认未来阿特米斯任务的隔热罩设计，并在近期内宣布阿特米斯II号"船员认证"，以携带人类前往月球。在未来的阿特米斯任务中，美国宇航局将让第一位女性和第一位有色人种登陆月球--范德-卡姆为支持这一目标而自豪。他说："这对人类来说是一个伟大的里程碑，我认为这很重要，它提醒我们所有人要渴望更多的团结。"展望水花落下，范德卡姆很兴奋地听着猎户座在仍以超过音速的速度飞行时应该发出的音爆声：这是太空舱再入时一切顺利的第一条线索。然后，降落伞将展开，他将看着航天器滑行到海洋表面，这要感谢他的团队的工作。他说："与同一批人一起经历了这么多年，这真的很酷。"和我的团队一起达到这样的成就，真是令人惊讶，到时候我一定会很激动！"当然，他肯定不会孤独。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334961.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334961.htm

安装Artemis II猎户座隔热罩：美国宇航局月球任务的关键一步

安装ArtemisII猎户座隔热罩：美国宇航局月球任务的关键一步ArtemisII猎户座飞船的隔热罩的安装最近在佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心完成。资料来源：NASA/CoryHuston2023年6月25日，团队在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心尼尔-阿姆斯特朗操作和检查大楼的高架内完成了ArtemisII猎户座航天器的隔热罩的安装。16.5英尺宽的隔热罩是猎户座飞船上最重要的系统之一，以确保船上宇航员的安全返回。当航天器在完成绕月任务后返回地球时，它将以大约25000英里/小时的速度飞行，并经历近5000华氏度（2700摄氏度）的外部温度。然而，在航天器内部，由于猎户座的热保护系统，宇航员将体验到更舒适的温度。接下来，航天器将在今年夏天晚些时候的声学测试之前装备其部分外部面板。这些测试将验证乘员舱在整个ArtemisII任务中，在发射、飞行和着陆过程中能够承受的振动。一旦声学测试完成，技术人员将把乘员舱安装到猎户座的服务舱上，这标志着ArtemisII任务的一个重要里程碑，这是第一次有宇航员在Artemis下执行的任务，将测试和检查未来载人任务所需的所有猎户座的系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369305.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369305.htm

NASA阿特米斯一号任务第22天：猎户座飞船继续其返回地球的旅程

NASA阿特米斯一号任务第22天：猎户座飞船继续其返回地球的旅程推进剂晃动测试是专门安排在任务的静止期，或飞船机动不太活跃的时候操作并观察推进剂燃料箱在太空中的晃动，这在地球上很难模拟，因为由于缺乏重力，液体推进剂在太空中的罐体里的运动与地球上不同。为了进行测试，飞行控制人员需要在推进剂箱被填充到不同水平时启动反应控制系统推进器。所用的反应控制推进器位于服务舱的两侧，可以根据需要单独点火，使航天器向不同方向移动或旋转到任何位置。这些引擎中的每一个都提供大约50磅的推力。当猎户座在太空中移动时，工程师们测量推进剂的晃动对航天器轨迹和方向的影响。该测试首先在不同的机动阶段分两次进行，以比较任务中不同推进剂水平下各点的数据。目前猎户座已经使用了大约12060磅推进剂，比发射前估计的少用了215磅，比计划余量多出2185磅，比发射前的预期多出275磅。在任务的第8天，当猎户座准备进入遥远逆行轨道时，完成了第一个滑行测试目标。猎户座还有几个关键的里程碑，包括分别在任务日24和25日进行的再入系统检查和推进系统泄漏检查。猎户座在重新进入地球大气层时将以大约25000英里/小时（40000公里/小时）的速度飞行，与空气摩擦后，船体会达到高达5000华氏度（2800摄氏度）的温度来测试世界上最大的烧蚀式隔热罩--大约是太阳表面温度的一半。该隔热罩位于猎户座太空舱的底部，直径为16.5英尺（5米），当猎户座返回地球时，它负责将强烈的热量从乘员舱中散发出去。隔热罩的外表面是由186块被称为Avcoat的烧蚀材料制成的，它是阿波罗太空舱所用材料的改制版本。在下降过程中，Avcoat以一种可控的方式烧蚀，将热量从猎户座转移出去。美国东部时间12月8日星期四下午5点，美国宇航局将举办一个简报会，预告猎户座定于12月11日星期日返回，并讨论回收团队如何为再入和溅落做准备。简报会将在美国国家航空航天局电视台、该机构的网站和美国国家航空航天局应用程序上直播。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334747.htm

猎户座飞船将以近25000英里时速进入大气层 接下来会发生什么？

猎户座飞船将以近25000英里时速进入大气层接下来会发生什么？太空迷们可以收看NASA官网的直播，报道从北京时间上午8点（美国东部时间上午11点）开始，我们会见证一些极端的物理现象，这将是历史性的ArtemisI任务的最后一段，该任务于11月16日从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。首先数字就会是令人难以置信的，猎户座太空舱将以近25000英里/小时（或约11公里/秒）的速度撞击地球大气层，并在此过程中经历接近5000华氏度的温度。伊恩-博伊德是安和H.J.斯米德航空航天工程科学系的教授，他的职业生涯一直在研究高超音速技术，或旅行速度远远超过音速的飞行器。他还领导着一个耗资1500万美元的美国国家航空航天局研究所，该研究所名为"进入系统模拟高级计算中心"（ACCESS）。这项工作研究保护航天器的新方法，因为它们经历了进入地球、火星和其他地方大气层的极端情况。他谈到了猎户座本周末可能会面临的条件，以及为什么不断增长的太空旅游业可能需要新型的航天器隔热罩。美国宇航局正在使用一种称为"跳入"的演习来减缓猎户座太空舱的速度。那是什么意思？航天器再入大气层的另一种方式是直接进入--直接进入地球的大气层并下降。在跳入式中，航天器首先以较浅的角度进入大气层，然后跳回太空再回来。这有点像打水漂，这是一种减速的方式，而不会马上进入大气开始摩擦生热，不仅如此，这还为太空舱的着陆地点提供了更大的灵活性。猎户座在这次任务中没有携带任何人类成员。但它在未来会这样做。美国宇航局将如何保证他们免受这种高温的影响？与飞机不同，高超音速飞行器，包括太空舱有一个所谓的热保护系统。通常它是由一系列不同的材料覆盖在飞行器的外部，以确保热量被阻隔。阿特米斯使用我们称之为"烧蚀"的热保护系统。根据设计，这种名叫Avcoat的材料在受热后会解体，并以一种可控的、被充分理解的方式实现逐个原子的分离。当它瓦解时，这些原子将能量和热量从飞行器上带走。这一策略与美国宇航局在阿波罗时代所做的相当相似。美国宇航局将航天器送往火星，将一辆漫游车降落在火星表面，舀起一些火星泥土和岩石并一路飞回，这种太空舱将以每秒约14公里的速度进入地球大气层。而猎户座飞船将以大约每秒11公里的速度再入，听起来不像是一个大的跳跃，但事实证明，由于物理原理不同。我们将需要不同的材料和不同类型的热屏蔽。目前正在研究的一些方法是所谓的编织材料。你首先将碳纤维、石英丝编织在一起，然后将特制的树脂材料注入纤维之间的空隙。这听起来简单，但实际上是技术含量非常高的。纤维本身仍然会烧蚀。但是，当注入纤维之间的化学物质加热时，它们会分解并变成气体。这些气体从隔热罩内部流向外部，产生额外的冷却效果。一个成功的太空经济的关键挑战之一将是更有效的飞行器和更有效的热屏蔽。而这将要求我们更好地了解所有这些物理和化学过程，如此一来，我们可以从我们的隔热罩上减去一层又一层，因为我们确信我们不需要它。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334965.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334965.htm

阿特米斯一号任务第25天：猎户座飞船进入旅程的最后阶段

阿特米斯一号任务第25天：猎户座飞船进入旅程的最后阶段工程师们进行了最后一次阿特米斯一号的空间开发飞行测试目标，以确定羽流或废气对太阳电池阵列翼的温度影响。一旦太阳电池阵列帆板处于正确的测试位置，飞行控制人员就可以同时使用相反的反应控制系统推进器，以平衡扭矩并测试各种发射模式。工程师们将在猎户座溅落水面后关闭航天器电源之前，执行另外几个飞行测试目标。在阿特米斯一号任务的第25个飞行日，猎户座从安装在其一个太阳能电池板上的相机中拍摄了这张地球照片。航天器现在离地球比离月球更近，并将于12月11日（星期日）溅落。资料来源：美国国家航空航天局第五次返回轨道校正机动发生在12月10日星期六下午2点32分。在燃烧过程中，辅助引擎启动了8秒钟，将航天器加速了3.4英里/小时（每秒5英尺），以确保猎户座处于溅落轨道上。第六次也是最后一次轨迹校正燃烧将在猎户座进入地球大气层前约5小时进行。在阿特米斯一号任务的第25个飞行日，猎户座通过安装在其一个太阳能电池板上的相机拍摄了这张月球照片。资料来源：美国国家航空航天局在猎户座返回地球时，美国宇航局的跟踪和数据中继卫星（TDRS）将为最后的返回轨道修正燃烧、航天器分离、通过地球大气层重返大气层和溅射降落提供通信便利。在服务舱与乘员舱分离前不久，通信将从NASA的深空网络切换到近空网络，以完成剩余的任务。位于地球上空约22000英里的地球同步轨道上的TDRS被用来从较低高度的航天器向地面天线传递数据。在重返大气层期间，猎户座遇到大气层时产生的强烈热量会将太空舱周围的空气变成了等离子体，并短暂地中断与航天器的通信。在3月的中途回收测试-8期间，美国宇航局肯尼迪航天中心探索地面系统的着陆和回收团队在太平洋的约翰-P-默瑟号上对阿特米斯一号的回收程序进行了第一次完整的任务剖面测试。资料来源：NASA/KennyAllen回收部队已抵达巴哈海岸附近，他们将在那里待命，迎接航天器以25000英里/小时（40000公里/小时）的速度重返大气层后的回归。船上的人员正在进行准备工作和模拟，以确保由佛罗里达州肯尼迪航天中心的探索地面系统公司领导的机构间着陆和恢复小组准备好支持行动。该团队由来自美国国防部的人员和资产组成，包括海军两栖专家和太空部队气象专家，以及来自佛罗里达州肯尼迪航天中心、休斯顿约翰逊航天中心和洛克希德-马丁公司太空业务部的工程师和技术人员。各小组将回收猎户座飞船，并尝试回收在着陆过程中抛弃的硬件，包括前舱盖和三个主降落伞。一个由约翰逊公司工程师组成的四人小组将在美国海军回收船上使用"大脚怪"软件来识别从太空舱中释放出来的硬件的足迹。大脚怪团队的主要目标是帮助飞船尽可能地接近猎户座，以便快速回收。次要目标是尽可能多地回收更多的元素，以便日后分析。就在北京时间12月10日下午2点之后，猎户座距离地球113453英里（182585公里），距离月球239432英里（385328公里），以每小时3375英里（每小时5432公里）的速度巡航。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334953.htm

NASA Artemis II航天员在执行历史性任务前参观猎户座飞船

NASAArtemisII航天员在执行历史性任务前参观猎户座飞船8月8日星期二，在佛罗里达州肯尼迪航天中心NASA尼尔-阿姆斯特朗操作和检修大楼的高舱内，ArtemisIINASA宇航员里德-怀斯曼（ReidWiseman）、维克多-格洛弗（VictorGlover）和克里斯蒂娜-科赫（ChristinaKoch），以及加拿大航天局（CSA）宇航员杰里米-汉森（JeremyHansen）参观了猎户座飞船。飞船正在进行声学测试，然后将与其服务舱进行整合，这是组装过程中的下一个重要步骤。阿特米斯二号宇航员的训练正在进行中，为他们的月球任务做准备。猎户座在月球上空的艺术印象。猎户座是美国宇航局下一个将人类送入太空的航天器。它的设计目的是将宇航员送入比以往更远的太空，从月球到小行星甚至火星。返回地球时，宇航员将以超过32000公里/小时的速度进入大气层，但太空舱将保护他们，确保他们在颠簸但安全的情况下着陆。图片来源：NASA/ESA/ATGMedialab为期约10天的"ArtemisII"飞行任务将测试NASA的基础载人深空探测能力--太空发射系统火箭（SLS）和"猎户座"飞船--首次与宇航员一起飞行，并将为月球表面任务探明道路，包括让第一位女性和第一位有色人种登陆月球。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376585.htm