A run of the plume-surface interaction testing with the ethane nozzle firing into the simulated lunar dirt.
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A crew loads simulated lunar dirt into the test bin in the 60' vacuum sphere.
A crew loads simulated lunar dirt into the test bin in the 60' vacuum sphere.
Clockwise from left: Wesley Chambers, deputy principal investigator for the PSI tests from Marshall’s Space Flight Center in Huntsville, Alabama; Ashley Korzun, test lead and principal investigator; Dave Lehotay, project manager; and Tylor Takahashi and Olivia Tyrrell, both from the SCALPSS instrument team, watch test footage in the control room.
Clockwise from left: Wesley Chambers, deputy principal investigator for the PSI tests from Marshall’s Space Flight Center in Huntsville, Alabama; Ashley Korzun, test lead and principal investigator; Dave Lehotay, project manager; and Tylor Takahashi and Olivia Tyrrell, both from the SCALPSS instrument team, watch test footage in the control room.
美国国家航天局(NASA)启动月球任务羽流-表面相互作用测试
美国国家航天局(NASA)启动月球任务羽流-表面相互作用测试
美国国家航天局(NASA)启动月球任务羽流-表面相互作用测试

内容提要
美国国家航天局(NASA)在弗吉尼亚州兰利研究中心启动了一系列羽流-表面相互作用测试,旨在研究着陆器引擎羽流对月尘和月壤的影响。这些测试将为改进预测模型、保障载人登月及未来火星任务的安全性提供关键数据。

原文全文译文

编者注:本文最初发表于12月,于2026年8月26日修订,更新了测试新阶段的内容,包括近期测试运行的视频和新图像。

为了帮助美国国家航天局(NASA)及其商业合作伙伴更好地理解月球着陆的科学原理,特别是着陆器引擎羽流喷射月尘(lunar dust)、土壤和岩石时可能产生的危险,位于弗吉尼亚州(Virginia)汉普顿的NASA兰利研究中心(NASA Langley Research Center)的一个团队,在一个巨大的60英尺球形真空室内启动了一系列羽流-表面相互作用测试。

随着NASA致力于从2028年的Artemis IV任务开始将人类送回月球(Moon)并开发月球基地,这些测试将为研究人员提供大量数据,用于改进预测模型并影响航天硬件的设计。

“这项羽流-表面相互作用地面测试是在真空室内进行的最复杂的同类测试,”NASA兰利研究中心测试负责人Ashley Korzun表示。“如果我身处航天器中,在着陆时移动了所有这些月壤,其中一些会撞击我的着陆器。另一些则会向其他物体喷射——比如有效载荷、科学实验设备,最终还有月球车和其他资产。理解这些物理特性对于确保乘员安全和任务成功至关重要。”

该活动涉及多个NASA中心、学术机构以及大中型商业实体。

Korzun的团队将在真空球体内测试两种类型的推进系统。在第一轮测试中,他们使用了由密西西比州圣路易斯湾附近的NASA斯坦尼斯航天中心(Stennis Space Center)设计,并由普渡大学(Purdue University)建造和操作的乙烷羽流模拟系统。该乙烷系统产生最大约100磅的推力——想象一下举起或支撑一个100磅重的人所需的力。它会发热但不会燃烧。

该团队最近开始将该系统喷射到一个直径约6.5英尺、深1英尺的模拟月壤箱中,该模拟月壤被称为Black Point-1,具有与实际月壤相似的锯齿状内聚特性。

包括“月球羽流表面研究立体相机”(Stereo Cameras for Lunar Plume Surface Studies)系统的一个版本在内的多种仪器正在捕捉测试的数据和图像,这些测试每次仅持续约6秒。该系统曾在2025年Firefly公司的Ghost(Ghost)Mission-1着陆月球时对羽流-表面相互作用进行了成像。这些仪器正在测量诸如陨石坑形成、喷射物层角度和高度、固体喷射物的空间分布(spatial distribution),以及月壤颗粒被喷出箱体时的速度等指标。

今年晚些时候,第二轮测试将涉及一个由犹他州洛根市犹他州立大学(Utah State University)开发,并在位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔空间中心(Marshall Space Flight Center)进行测试的14英寸3D打印混合火箭发动机。它产生约35磅的推力,通过点燃固体推进剂和气态氧流产生炽热、强劲的火箭尾焰,模拟真实的火箭发动机,但在此次测试系列中采用了较小的规模。

研究人员将在不同高度测试这两种推进系统。

“这为我们提供了广泛的测试条件,”Korzun说,“使我们能够讨论各种前往月球的航天器,并让我们了解它们在着陆或尝试从月面(lunar surface)补偿(back-off)起飞时会发生什么。”

Korzun认为这项测试活动不仅仅是一次针对月球的单一任务。整个操作在设计上是模块化的,也可以为NASA的火星(Mars)任务做准备。月壤模拟物可以替换为更像沙子的火星模拟物。硬件和仪器部件可以拆卸并更换,以代表未来的火星着陆器。真空球体无需降至像月球上那样的极低压力,而是可以调整到模拟红色星球大气的压力。

“火星一直都在我们的路线图中,”Korzun说。

但就目前而言,月球的影响力巨大。

“这项测试活动是NASA有史以来进行的最具飞行相关性且仪器化程度最高的羽流-表面相互作用测试系列之一,”NASA马歇尔空间中心人类着陆系统羽流与航空环境团队的工程师Daniel Stubbs表示。“来自NASA兰利研究中心的这些测试数据,对于开发和验证预测月球甚至火星着陆羽流-表面相互作用影响的模型至关重要,从而确保人类着陆系统的任务成功以及我们宇航员的安全。”

通过Artemis计划,NASA将派遣宇航员执行日益复杂的任务,探索月球以进行科学发现、获取经济利益、在月面建立持久的人类存在,并为首次载人火星任务奠定基础。

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分类:观测设备 · 航天任务

来源与许可

原文来自公共领域来源;译文由机器生成,请以原文为准。 原作者:Joseph Atkinson。 原始页面