美国国家航空航天局（NASA）的月球开拓者号（Lunar Trailblazer）在进入科学轨道时接近月球。 这颗小型卫星将在距月球表面约 60 英里（100 公里）的轨道上运行，绘制迄今为止最好的月球水地图。 资料来源：洛克希德-马丁航天公司
月球开拓者的旅程开始了
美国国家航空航天局（NASA）的月球开拓者（Lunar Trailblazer）在即将发射之前已经抵达佛罗里达州，现在已经与 SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭整合在一起。 这颗小卫星是从科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司运来的，将作为直觉机器公司IM-2任务的一部分发射，IM-2任务是美国国家航空航天局商业月球有效载荷服务（CLPS）计划的重要组成部分。 发射计划不早于2月26日星期四从肯尼迪航天中心的39A发射场发射。
升空约 48 分钟后，月球开拓者将脱离火箭，开始月球之旅。 该航天器的任务是绘制月球水地图，确定月球水的存在位置、形态以及随时间的变化情况。 这些高分辨率地图将提供迄今为止最详细的月球表面水分布图。 在为期两年的主要任务中，收集到的数据将增进我们对无空气天体水循环的了解，同时通过精确定位富水区域，帮助规划未来的人类和机器人任务。
美国国家航空航天局（NASA）的"月球开拓者"号航天器在从科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司运往该局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心之前被防静电包裹，并于1月29日抵达。 图片来源：洛克希德-马丁航天公司
用于探索的尖端仪器
为了实现这一目标，月球开拓者携带了两台先进的科学仪器：高分辨率挥发物和矿物月球成像仪（HVM3）红外光谱仪和月球热成像仪（LTM）红外多光谱成像仪。 HVM3 由位于加利福尼亚州的美国宇航局喷气推进实验室（JPL ）开发，将分析月球表面成分，而 LTM 则由牛津大学 在英国航天局的资助下建造，将测量月球表面温度，帮助探测冰沉积物。 这些仪器将共同为月球上水的分布和行为提供前所未有的洞察力。
JPL的"月球开拓者"项目系统工程师安迪-克莱什（Andy Klesh）说："这个小团队是国际性的，这在大型项目中比较典型。"月球开拓者号上有两台高保真仪器，这与小型任务的常规做法不同。 我们真的是超常发挥"。
月球开拓者号"的月球之旅将耗时四到七个月，具体取决于发射日期。 这张轨道图显示了如果美国宇航局的任务在发射期最早的2月26日发射，它的低能转移轨道。 图片来源：NASA/JPL-Caltech
复杂的导航
在使用这些仪器收集科学数据之前，"月球开拓者"号将在几个月的时间里进行一系列绕月飞行、推进器爆发和环绕轨道飞行。 这些经过精心编排的机动动作最终将确定航天器的位置，使其能够绘制出月球表面的详细地图。
月球开拓者号重仅 440 磅（200 千克），太阳能电池板完全展开后宽 11.5 英尺（3.5 米），大小与洗碗机差不多，发动机也相对较小。 为了尽可能高效地完成为期四到七个月的月球之旅（取决于发射日期），任务的设计和导航团队规划了一条利用太阳、地球和月球引力来引导飞船的轨道--这种技术被称为低能量转移。
"火箭提供的初始助推力将把航天器送过月球，进入深空，然后在经过数次绕月飞行和环绕地球飞行后，航天器的轨迹将在重力作用下自然重塑。 JPL的月球开拓者号任务设计和导航负责人格雷戈里-兰托因（Gregory Lantoine）说："这将使它以最小的推进需求进入月球轨道。"这是到达我们需要去的地方的最节省燃料的方式。
当航天器数次飞过月球时，它将使用小型推进器--又称轨道修正机动--慢慢地将轨道从高椭圆形变为圆形，使卫星下降到距月球表面约60英里（100公里）的高度。
抵达月球
进入科学轨道后，"月球开拓者"将在月球表面滑行，每天绕行12圈，并在任务期间的每天不同时段对月球表面进行观测。 这颗卫星的位置也非常适合窥视月球南极长期被阴影笼罩的陨石坑，这些陨石坑藏匿着从未见过阳光直射的寒冷陷阱。 如果"月球开拓者"号在环形山底部发现大量冰层，这些地点就可以被确定为未来月球探险者的资源。
任务收集到的数据将传输到美国宇航局的深空网络，并传送到位于加州帕萨迪纳的加州理工学院IPAC的月球开拓者新操作中心。 来自加州理工学院和附近的帕萨迪纳城市学院的学生将与该任务经验丰富的团队一起工作，他们将参与任务的方方面面，从操作、通信到软件开发。
高风险、高回报的任务
"月球开拓者"是美国国家航空航天局（NASA）SIMPLEx（行星探索小型创新任务）的一个选拔项目，该项目为低成本科学航天器提供了与选定的主要任务共乘的机会。 为了保持较低的总成本，SIMPLEx 任务的风险较高，对监督和管理的要求较低。 这种较高的风险接受度使NASA能够测试开创性技术，这些任务的成功定义包括从更多试验性努力中吸取的经验教训。
IPAC的月球开拓者行动负责人Lee Bennett说："我们的任务规模小，但科学目标具有开创性，因此我们将通过利用我们组织的灵活性来取得成功。我们的国际团队由经验丰富的工程师、来自多个机构的科学团队成员和当地学生组成，他们第一次有机会参与美国国家航空航天局的任务。"
关于月球开拓者的更多信息
月球开拓者是美国国家航空航天局（NASA）的一项任务，旨在绘制和分析月球上的水，为未来的月球探索提供重要数据。 该航天器将确定水的存在位置，确定水的形态，并跟踪水随着时间的推移而发生的变化。 通过绘制高分辨率的月球水地图，这项任务将增进我们对无空气天体水循环的了解，并为人类和机器人的月球任务提供支持。
在加州理工学院首席研究员贝瑟尼-埃尔曼（Bethany Ehlmann）的领导下，"月球开拓者"的科学调查、任务运行和数据处理也由加州理工学院布鲁斯-默里行星可视化实验室负责管理。 位于南加州的喷气推进实验室（JPL）负责监督任务管理、系统工程、任务保证和导航，洛克希德-马丁航天公司则负责飞船的建造和运行支持。 牛津大学在英国航天局的资助下，开发了月球热成像仪（LTM）仪器。
该航天器载有两台先进仪器： HVM3 是 JPL 的红外光谱仪，LTM 是牛津大学的多光谱成像仪。 这些工具将共同提供迄今为止最详细的月球表面水地图。 月球开拓者计划是美国宇航局月球探索计划的一部分，由位于华盛顿的美国宇航局科学任务局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室负责管理。
编译自/ScitechDaily