美國國家航空暨太空總署（NASA）的”月球開拓者”（Lunar Trailblazer）正在準備發射，它搭載在SpaceX 獵鷹9號（Falcon 9）上，是IM-2任務的一部分。這顆小巧但功能強大的衛星將繪製月球上水的分佈圖，揭示水的分佈、形狀和移動。 在到達月球之前，這個小型衛星任務將在幾個月內利用太陽、地球和月球的引力逐漸排成一排，以便進入月球軌道。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的月球開拓者號（Lunar Trailblazer）在進入科學軌道時接近月球。 這顆小型衛星將在距離月球表面約60 英里（100 公里）的軌道上運行，並繪製迄今為止最好的月球水地圖。 資料來源：洛克希德-馬丁航太公司

月球開拓者的旅程開始了

美國國家航空暨太空總署（NASA）的月球開拓者（Lunar Trailblazer）在即將發射之前已經抵達佛羅裡達州，現在已經與SpaceX 公司的獵鷹9 號火箭整合在一起。 這顆小型衛星是從科羅拉多州利特爾頓的洛克希德-馬丁航太公司運來的，將作為直覺機器公司IM-2任務的一部分發射，IM-2任務是美國國家航空暨太空總署商業月球有效載荷服務（CLPS）計畫的重要組成部分。發射計畫不早於2月26日星期四從甘迺迪太空中心的39A發射場發射。

升空約48 分鐘後，月球拓荒者將脫離火箭，開始月球之旅。 此太空船的任務是繪製月球水地圖，確定月球水的存在位置、形態以及隨時間的變化。 這些高解析度地圖將提供迄今為止最詳細的月球表面水分佈圖。 在為期兩年的主要任務中，收集到的數據將增進我們對無空氣天體水循環的了解，同時透過精確定位富水區域，幫助規劃未來的人類和機器人任務。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的”月球開拓者”號太空船在從科羅拉多州利特爾頓的洛克希德-馬丁航太公司運往該局位於佛羅裡達州的甘迺迪太空中心之前被防靜電包裹，並於1月29日抵達。 圖片來源：洛克希德-馬丁航太公司

用於探索的尖端儀器

為了實現這一目標，月球開拓者攜帶了兩台先進的科學儀器：高分辨率揮發物和礦物月球成像儀（HVM3）紅外光譜儀和月球熱成像儀（LTM）紅外線多光譜成像儀。 HVM3 由位於加州的美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）開發，將分析月球表面成分，而LTM 則由牛津大學在英國太空總署的資助下建造，將測量月球表面溫度，幫助探測冰沉積物。 這些儀器將共同為月球上水的分佈和行為提供前所未有的洞察力。

JPL的”月球開拓者”專案系統工程師安迪-克萊什（Andy Klesh）說：”這個小團隊是國際性的，這在大型專案中比較典型。”月球開拓者號上有兩台高保真儀器，這與小型任務的常規做法不同。 我們真的是超常發揮”。

月球開拓者號”的月球之旅將耗時四到七個月，具體取決於發射日期。這張軌道圖顯示瞭如果美國宇航局的任務在發射期最早的2月26日發射，它的低能轉移軌道。 圖片來源：NASA/JPL-Caltech

複雜的導航

在使用這些儀器收集科學數據之前，”月球開拓者”號將在幾個月的時間裡進行一系列繞月飛行、推進器爆發和環繞軌道飛行。 這些經過精心編排的機動動作最終將確定太空船的位置，使其能夠繪製出月球表面的詳細地圖。

月球拓荒者號重僅440 磅（200 公斤），太陽能板完全展開後寬11.5 英尺（3.5 公尺），大小與洗碗機差不多，引擎也相對較小。 為了盡可能有效率地完成為期四到七個月的月球之旅（取決於發射日期），任務的設計和導航團隊規劃了一條利用太陽、地球和月球引力來引導飛船的軌道–這種技術被稱為低能量轉移。

「火箭提供的初始助推力將把太空船送過月球，進入深空，然後在經過數次繞月飛行和環繞地球飛行後，太空船的軌跡將在重力作用下自然重塑。JPL的月球開拓者號任務設計和導航負責人格雷戈里-蘭托因（Gregory Lantoine）說：”這將使它以最小的推進需求進入月球軌道。 “這是到達我們需要去的地方的最節省燃料的方式。

當太空船數次飛過月球時，它將使用小型推進器–又稱軌道修正機動–慢慢地將軌道從高橢圓形變為圓形，使衛星下降到距月球表面約60英里（100公里）的高度。

抵達月球

進入科學軌道後，”月球開拓者”將在月球表面滑行，每天繞行12圈，並在任務期間的每天不同時段對月球表面進行觀測。 這顆衛星的位置也非常適合窺視月球南極長期被陰影籠罩的隕石坑，這些隕石坑藏匿著從未見過陽光直射的寒冷陷阱。 如果”月球開拓者”號在環形山底部發現大量冰層，這些地點就可以被確定為未來月球探險者的資源。

任務收集到的資料將傳輸到美國太空總署的深空網絡，並傳送到位於加州帕薩迪納的加州理工學院IPAC的月球開拓者新操作中心。 來自加州理工學院和附近的帕薩迪納城市學院的學生將與該任務經驗豐富的團隊一起工作，他們將參與任務的方方面面，從操作、溝通到軟體開發。

高風險、高報酬的任務

“月球開拓者”是美國國家航空暨太空總署（NASA）SIMPLEx（行星探索小型創新任務）的選拔項目，該計畫為低成本科學太空船提供了與選定的主要任務共乘的機會。 為了維持較低的總成本，SIMPLEx 任務的風險較高，對監督和管理的要求較低。 這種較高的風險接受度使NASA能夠測試開創性技術，這些任務的成功定義包括從更多試驗性努力中學到的經驗教訓。

IPAC的月球開拓者行動負責人Lee Bennett說：”我們的任務規模小，但科學目標具有開創性，因此我們將通過利用我們組織的靈活性來取得成功。我們的國際團隊由經驗豐富的工程師、來自多個機構的科學團隊成員和當地學生組成，他們第一次有機會參與美國國家航空航天局的任務。”

關於月球開拓者的更多信息

月球開拓者是美國國家航空暨太空總署（NASA）的一項任務，旨在繪製和分析月球上的水，為未來的月球探索提供重要數據。 該航天器將確定水的存在位置，確定水的形態，並追蹤水隨著時間的推移而發生的變化。 透過繪製高解析度的月球水地圖，這項任務將增進我們對無空氣天體水循環的了解，並為人類和機器人的月球任務提供支援。

在加州理工學院首席研究員貝瑟尼-埃爾曼（Bethany Ehlmann）的領導下，”月球開拓者”的科學研究、任務運行和數據處理也由加州理工學院布魯斯-默里行星可視化實驗室負責管理。 位於南加州的噴射推進實驗室（JPL）負責監督任務管理、系統工程、任務保證和導航，洛克希德-馬丁航太公司則負責太空船的建造和運作支援。 牛津大學在英國太空總署的資助下，開發了月球熱成像儀（LTM）儀器。

該航天器載有兩台先進儀器： HVM3 是JPL 的紅外光譜儀，LTM 是牛津大學的多光譜成像儀。 這些工具將共同提供迄今為止最詳細的月球表面水地圖。 月球開拓者計畫是美國太空總署月球探索計畫的一部分，由華盛頓的美國太空總署科學任務局馬歇爾太空飛行中心的行星任務計畫辦公室負責管理。

編譯自/ ScitechDaily