牽牛星號
| 牽牛星號 | ||
|---|---|---|
 牽牛星登陸月面的藝術想象圖(NASA) | ||
| 描述 | ||
| 作用: | 月球着陸 | |
| 乘員: | 4名 | |
| 尺寸 | ||
| 高度: | 9.7米 | |
| 直徑: | 7.5米 | |
| 登月基架跨度: | 14.8米 | |
| 容積: | 31.8立方米 | |
| 質量 | ||
| 上升段: | 10809 kg | |
| 下降段: | 35055 kg | |
| 發動機[1] | ||
| 噴氣操縱 | 445 N | |
| 上升推進 (LOX/LH2) RL-10系列x1: |
44.5 kN | |
| 下降推進 (LOX/LH2) RL-10系列x4: |
66.7 kN | |
| 性能 | ||
| 續航: | 7 天(飛行中) | 210天(駐紮) |
| 近月點: | 月面 | |
 牽牛星號logo | ||
| 牽牛星號 | ||
牽牛星號 (Altair) 太空船，即以前的月面着陸器 (LSAM)，是 NASA 的星座計劃中的登月艙，宇航員計劃在2019年乘坐此太空船在月球着陸。牽牛星號將同時用於奔月飛行任務和月球駐紮任務。[2]
命名
2007年12月13日，NASA 將月面着陸器正式取名為「牽牛星號」。牽牛星是北半球夜空中第12明亮的星體，位於天鷹座。在拉丁文中，天鷹 (Aquila) 意思是鷹，這使人聯想到阿波羅11號的登月艙鷹號。牽牛星這個名稱本身 (Altair) 也是阿拉伯語الطائر (al-ṭā'ir) ，意思是鷹，大鳥，或者飛行者。[3]
在NASA正式公布名稱之前，媒體也曾猜測其他名稱。在設計團隊的投票中，選擇了 Altair 而不是 Pegasus。[4][5]
描述
NASA 對牽牛星號只進行了概念設計，並未實際建造太空飛行器。原本計畫預定在 2018 年首次執行飛行測試計畫，以及計畫在 2020 年之前將船員和一些月球表面探測系統送至月球。[6][7]
和阿波羅登月小艇 (Apollo Lunar Module) 相同，牽牛星號的登陸器也有兩級，下降級 (descent stage) 將用於容納太空員、生命維持設備，以及升降級 (ascent-stage) 的馬達和轉向火箭所需的燃料。
牽牛星號船艙也和阿波羅登月小艇一樣，設計基於一個圓筒形結構，但當代的藍圖和電腦模擬顯示採用了垂直圓筒形結構。與先前設計只有兩人乘坐的阿波羅登月小艇不同，牽牛星號的設計是為了將全部四人的船員送到月球表面，而臨時空置的獵戶座船艙則會保持在月球軌道上。
牽牛星號被設計為能夠在地球之外（太空和月球表面）運行長達 210 個地球日的時間。[8]還具備無人飛行任務的能力，就像阿波羅應用計劃中提出的 LM Truck 概念一樣。如下是三種牽牛星號可採取的任務模式[8]：
- 乘員飛行模式
- 乘員駐紮模式 (無空氣鎖)
- 無人貨運模式，可將15噸貨物送往月球
牽牛星號與阿波羅登月小艇在設計上有兩扇艙門：一扇門位於頂部，用於連接牽牛星號與獵戶座船艙之間的通道，另一扇門則用於進入月球表面。與阿波羅登月小艇不同，牽牛星號將在艙室和主門之間擁有一個類似太空梭和國際太空站的氣閘艙。該氣閘艙除了保持艙內壓力，也能夠讓太空員穿戴或卸除太空服，不會讓潛在危險的月球塵埃帶入主要船艙內。而與阿波羅登月小艇不同的是，牽牛星號允許太空員在艙外活動期間，氣閘艙內的區域壓力被抽空讓艙內保持正常壓力，這可以避免太空服在作業期間發生異常時，太空員可以快速返回牽牛星號進行更換，而不需要終止整個太空任務，且在登月期間，登陸小組能夠完成大部分任務，享受為期七天的月球逗留。
戰神五號只有10米直徑，而牽牛星號帶起落架有15米，因此採用了收縮設計以使牽牛星號能放入戰神五號的整流罩。
牽牛星號還將使用改進的廁所（類似於國際空間站和俄羅斯聯盟號飛船上使用的廁所）一個食物加熱器，激光測距系統。飛船儀表採用玻璃座艙設計，採用波音787的電腦系統。
發動機
牽牛星號的下降段採用低溫發動機，上升段採用自燃推進劑發動機。低溫和自燃推進劑都採用氦氣高壓餵送，而沒有使用大多數火箭採用的泵壓設計。
任務要求牽牛星號能從赤道面或大傾角面降落到極地着陸區，着陸器下降段採用RL10火箭發動機（曾用於德爾塔四號，半人馬座上面級），使用液氫液氧推進劑。上升段則使用一台噴氣飛機公司的AJ-10發動機。
NASA曾傾向於在上升段使用液氧甲烷發動機，因為考慮到未來的登陸火星計劃，火星上的二氧化碳(CO2)與氫氣通過薩巴蒂埃反應在催化劑作用下可生成甲烷。而成本高昂和不成熟的甲烷發動機技術迫使NASA改為採用低溫發動機。
在軌集合
考慮到牽牛星號和地球出發級的尺寸和質量，它們將被戰神五號送入低地球軌道，而戰神一號搭載獵戶座號載人太空船升空與之交匯對接，隨後前往月球。而如果是無人貨運，則在地球出發級點火前往月球前，太空船還要做一次自檢。
飛行計劃
研發
牽牛星號的研發由約翰遜航天中心的星座月球着陸器工程小組負責。他們則直接與曾參與阿波羅計劃的宇航員，工業供應商及大學聯繫研發牽牛星號。曾製造阿波羅登月艙的諾斯洛普·格魯門公司被邀請協助進行牽牛星概念設計。[9]
參考
- ^ NASA's Exploration Systems Architecture Study. nasa.gov. [2007-11-13]. （原始內容存檔於2007-11-20）.
- ^ Lunar Orbit Insertion Targeting and Associated Outbound Mission Design for Lunar Sortie Missions (PDF). NASA. 2007 [2009-08-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-05）.
- ^ NASA names next-gen lunar lander Altair. collectspace.com. [2008-02-06]. （原始內容存檔於2008-02-19）.
- ^ NASA to name moonlander after Greek goddess Artemis. flightglobal.com. [2006-10-03]. （原始內容存檔於2011-09-12）.
- ^ NASA lunar lander design plans revealed. flightglobal.com. [2007-07-17]. （原始內容存檔於2007-08-18）.
- ^ NASA Chooses "Altair" as Name for Astronauts' Lunar Lander. NASA. 2007-12-18 [2009-08-22]. （原始內容存檔於2009-04-25）.
- ^ Lyndon B. Johnson Space Center. Constellation Program: America’s Spacecraft for a New Generation of Explorers (PDF). NASA. [2023-07-04]. （原始內容存檔 (PDF)於2023-04-06） –透過NASA （英語）.
- ^ 8.0 8.1 NASA. Constellation Accomplishments. NASA. 2009 [2009-06-18]. （原始內容存檔於2009-06-21）.
- ^ Northrop Grumman Helps NASA Shape Plans for Affordable Lunar Lander. irconnect.com. [2007-07-17]. （原始內容存檔於2015-05-30）.