NASA对小行星重定向任务进行深化性规划

<p align="center"> </p><p>　　据NASASpaceFlight网站2016年3月16日报道，美国国家航空航天局（NASA）日前对拟于2021年实施的首次小行星重定向任务（ARM）完成了相应评审，并正对ARM进行深化性规划。</p><p>　　ARM项目将对用于人类进行火星表面最终居住的亟需技术进行演示验证，并按照NASA现行战略要求以形成可适用于其深空探索目标各主要层面的阶段性方案。据报道资料显示，NASA原计划是将一整颗直径10米的小行星拖入到环月球轨道，但经过方案比较后，最终确定的新计划只是从小行星表面取走一块巨砾，再将这块巨砾送入环月球轨道以开展深入研究。ARM项目分成3个阶段予以实施。</p><p>　　（1）第一阶段始于2014年，主要是进行目标小行星的选择与确认。使用天基和地基望远镜对近地球物体（NEO）进行扫视，以选出适合的近地球小行星（NEA）。虽然该阶段工作将持续到2016年和2017年，但ARM项目的目标最终选定时间则要到2020年底或2021年初。但是，NASA主要还是针对4个候选小行星进行ARM项目的目标选定，分别为：Itokawa，Bennu，2008 EV5和1999 JU3。其中，NASA最感兴趣的目标是2008 EV5。</p><p>　　2008 EV5小行星是一个含碳C型小行星，尺寸为420米×410米×390米，旋转周期为3.725小时，远日点为1.04AU。2008 EV5行星同时还是欧洲航天局（ESA）“马可·波罗”R小天体采样返回任务的候选目标目的地，但目前还未有实施相关任务对该行星进行访问。NASA认为该行星的大小、形状较为适合作为目标行星，且在它的表面更有可能具有适合捕捉的岩石。</p><p>　　（2）第二阶段是为期5年的小行星重定向机器人操作任务（ARRM）。NASA将发射无人飞行器飞往NEA，与其交汇并进行相应的天体特征描述，然后从NEA表面捕捉一块巨砾并将其放置到月球的大幅值逆向轨道（DRO）上。在该阶段，主要采用行星重定向飞行器（ARV）在抵达目标行星后开展大量科学任务。为了实现这一目标，NASA将利用现有美国商业航天技术能力（如高功率太阳能电力推进，SEP）开展飞行器的操作任务。SEP技术运用策略将能使美国商业飞行器工业在未来几十年里，紧跟NASA实施载人火星任务所需SEP技术的需求，并降低相应的技术成本和ARV的总体成本风险。</p><p>　　对于ARV的采办，NASA将采取两段式竞争型操作流程：阶段1主要进行4个飞行器的设计研发（目前已处于实施中），阶段2主要为其中一个参与方对飞行器的研制与实施。NASA在阶段1选取了洛马、波音、轨道ATK和劳拉空间系统公司等四家公司进行设计竞标。对于ARV，关键是其捕捉系统的设计，使其能够从目标行星表面捕捉一块巨砾。在目前的样型设计中，ARV采用三臂式保护构件和一个配置专用抓夹的机械臂从NEA表面抓取一块巨砾，然后轻轻地将其放入到月球轨道中。</p><p>　　目前，NASA兰利研究中心的技术团队正在进行接触与约束系统的研发，接收了一个全尺寸焊接的金属样机，并完成了着陆、采掘与上升操作的平地测试；戈达德太空飞行中心正在进行捕捉系统的样型研制与测试；喷气推进实验室则正对安装在机械臂末端的新型微刺式抓夹进行研制。</p><p>　　此外，除了第二阶段的任务要求，ARV的设计研制内容还将包含ARM项目第三阶段用于航天员访问月球轨道上的巨砾的相关部件，主要有：无源型国际对接标准系统（IDSS）的柔性对接机构、EVA扶手与吊杆连接点、通用型AR＆D传感器、S波段指控装置以及EVA全套工具箱。</p><p>　　（3）第三阶段则是于2026年实施的小行星重定向载人操作任务（ARCM）。主要是在2026年通过“探索任务”-5（EM-5）任务使“猎户座”飞船访问月球轨道上的巨砾。EM-5任务的实施时间主要基于2023年的EM-2任务并随后每年1次的“猎户座”飞船任务率。</p><p>　　ARCM是携载2名航天员、为期24天的任务，其配置的任务设备包括通用型AR＆D传感器、EVA工具与转移辅助设备、EVA通讯设备、船舱再加压设备、有源IDSS对接机构、EVA航天服、便携式生命保障系统、航天服伺服与再充设备。</p><p>　　“猎户座”飞船将在71,000公里高的月球DRO轨道与机械飞行器进行对接，然后航天员将在随后的5天里开展DRO轨道操作，并在第2天和第4天实施2次长达4小时的出舱活动以进行行星观测、记录和样本采集。在航天员出舱前，“猎户座”飞船将实施一次20度的翻转以确保适当的EVA工作区热防护条件和天-地通信范围。完成DRO轨道操作后，“猎户座”飞船将进行一次地球转移轨道射入燃烧，然后开始返回地球，最后降落在海域上。</p><br />