阿尔忒弥斯3号登月候选:9个月球着陆点!
距离阿波罗17号从月球陶拉斯-利特罗谷发射升空,已经过去了54年。从月球的静海基地开始,所有阿波罗登月点都被用文字、影像永久记录,全球航天爱好者对此耳熟能详。但不久之后,人类载人登月地点的专属名录将新增一处。
美国国家航空航天局(NASA)于2024年10月28日公布了月球南极附近9处候选着陆区,用于预计2028年实施的阿尔忒弥斯3号载人登月任务。这份清单是在2022年公布的13处备选地点基础上优化精简而来。
这9处阿尔忒弥斯备选着陆点全部位于月球南极一片遍布陨石坑、山地纵横的区域,整体范围长340千米、宽180千米(210英里×110英里),面积大致等同于月球可见西侧中部区域。
该极地地貌与当年阿波罗登月区域有着显著区别:多数候选点位坐落于月球海拔最高的地带。六处阿波罗登月点均集中在月球赤道附近,海拔跨度从阿波罗16号的月球平均海拔(即月球“海平面”),到阿波罗17号着陆点低于月球平均海拔2700米(9000英尺)。反观阿尔忒弥斯候选区域,最高海拔可达5000米(16400英尺)。虽然不能简单类比成阿波罗登陆死亡谷、阿尔忒弥斯将要登陆珠穆朗玛峰,但二者地势高低悬殊的特点确有相似之处。
NASA阿尔忒弥斯月球科学主管萨拉・诺布尔在一份声明中表示:“月球南极的环境和阿波罗任务所有着陆区域截然不同。这里留存着月球最古老的地表岩层,同时存在常年阴冷、不见阳光的永久阴影区,其中可能蕴藏水与各类化合物。这几处着陆点任意一处,都能进行极具价值的科学探测,帮助人类取得全新天文发现。”
NASA月球勘测轨道飞行器传回的数据影像,以及半个世纪以来月球科研积累的成果,为着陆点筛选提供了支撑。不过地形并非唯一筛选标准,团队同时综合考量了NASA太空发射系统(SLS)火箭、猎户座飞船、星舰载人着陆器(HLS)当前的技术设计能力,确保选定区域能够安全、顺利完成登陆。
阿尔忒弥斯3号最终着陆点将综合多重因素敲定,包括科研探索潜力、发射窗口期适配度、地形着陆条件、是否能够与地球持续保持通信。另一项关键安全指标是航天员出舱行走、布设实验设备时的地表光照环境。
南极附近太阳永远只会高出地平线几度,会投射出极长的阴影。月球没有大气层,无法将光线散射进阴影区域,因此阴影比地球的阴影更幽暗。航天员眼前一处漆黑洼地,可能只是几英寸深的浅坑,也可能是险峻深坑,极易造成航天员受伤、宇航服关键系统损毁。
以下9处候选区域不分优先顺序:
- 卡贝乌斯B附近山峰:该区域30公里范围内海拔落差达6000米,最低处低于月球平均海拔2900米(9500英尺),最高处高出月球平均海拔3850米(12600英尺)。此地距离南极点200公里(125英里),是所有候选点中离极点最远的一处。
- 霍沃斯:区域内山峰海拔从-2900米(-9500英尺)抬升至1650米(5400英尺),拥有永久日照区域。
- 马拉珀特地山体:整片宽阔高地最高海拔5000米(16400英尺),拥有永久光照;朝向极点一侧地势骤降8000米(26250英尺),延伸至永久阴影区。
- 穆通山高原:阿尔忒弥斯候选点中范围最广、整体地势最平缓的区域,60公里(37英里)跨度内海拔在5000米至6000米(16400–19700英尺)之间。高原海拔足以持续接收阳光,场地开阔,可支撑阿尔忒弥斯4号、5号拓展探测,后续任务还将投放远程月球车。
- 穆通山:主峰最高海拔6000米(19700英尺),朝向南极一侧垂直落差5000米(16400英尺)。
- 诺比莱坑缘1号:坐落于诺比莱陨石坑西南坑沿,海拔3000米(9800英尺)。
- 诺比莱坑缘2号:位于诺比莱陨石坑东北坑沿,海拔-1400米(-4600英尺),是9处点位中海拔第二低的区域。
- 德热拉什坑缘2号:距离南极点最近,仅50公里(31英里),高出周边地表3000米(9800英尺)。
- 斯莱特平原:所有候选点中海拔最低,整片区域自东向西为缓坡丘陵,海拔区间-300米至-1800米(-1000英尺至5900英尺)。
规划团队筛选着陆点时,会将安全放在首位,同时优先挖掘独特、前沿的科研机遇。阿尔忒弥斯3号地质小组已对九处区域逐一评估科学价值,有望帮助人类深入理解类地行星、月球本土资源以及太阳系演化历史。
NASA首席探测科学家雅各布・布莱彻表示:“阿尔忒弥斯3号将是人类航天员首次登陆月球南极。航天员将搭乘全新着陆器,抵达一处地貌完全区别于阿波罗时代的未知区域。这场历史性登月选址工作,第一步就是找到安全的登陆场地,再从中匹配能产出重大科学成果的探测区域。”
阿尔忒弥斯系列登月器需要具备高精度定点着陆能力,才能抵达上述候选点位。德热拉什陨石坑、诺比莱陨石坑坑沿等区域狭窄、边坡陡峭,不利于平稳降落;不过后期阿波罗任务已验证过高精度月面着陆相关技术具备可行性。
目前仍存未知变量的是南极区域的地震稳定性。现有研究表明,月球南极频发月震,高耸如纪念碑般的星舰载人着陆器可能受震动影响稳定性。NASA商业月球有效载荷服务计划下的多台机器人探测器即将奔赴月球,实地勘测该区域地质稳定情况,要么确认候选着陆点可用,要么推动团队重新筛选选址。
若地质条件达标,短短数年之内,这九处区域中的一处就将迎来人类新的月面足迹——其中会诞生首位登月女性,以及首位非美国籍登月航天员。
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