美國測試月球可持續(xù)載人著陸推進系統(tǒng)等關(guān)鍵硬件

2023年3月1日，美國Dynetics公司稱，他們在測試月球可持續(xù)載人著陸系統(tǒng)（HLS）的相關(guān)技術(shù)，包括推進系統(tǒng)、低溫流體管理、月球防塵、電源系統(tǒng)和對接系統(tǒng)。

2021年9月，NASA選中Dynetics公司，開發(fā)Artemis計劃的可持續(xù)載人著陸系統(tǒng)。在過去的17個月里，Dynetics公司成功完成了十多項HLS硬件研制任務(wù)，包括關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計、建造和測試，為開發(fā)完整的著陸器系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

Dynetics公司開發(fā)月面著陸器的任務(wù)重點在于推進系統(tǒng)，包括主發(fā)動機、姿控發(fā)動機及其他組件。

Dynetics的推進系統(tǒng)使用氧/甲烷推進劑，其中主發(fā)動機使用液體推進劑，姿控發(fā)動機使用氣體推進劑。在研制雙再生冷卻室（使用兩種推進劑進行冷卻）后，Dynetics公司在馬歇爾太空飛行中心進行了全尺寸熱試車，獲得主發(fā)動機研制的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

Dynetics公司還制造了全尺寸主發(fā)動機渦輪泵，在水和低溫流體中驗證了轉(zhuǎn)子動力學特性。在MSFC的組件開發(fā)實驗室演示了渦輪旁路閥的流量節(jié)流，并測試了姿控發(fā)動機的低溫推進劑蒸發(fā)控制的方法。

姿控發(fā)動機研制團隊進行了500多次試車，包括使用全尺寸難熔金屬噴管進行真空測試，改進設(shè)計。

就推進劑輸送問題，根據(jù)任務(wù)需要，低溫流體從一個航天器轉(zhuǎn)移到另一個航天器，這以前從未在太空中進行過。

雖然無法在太空中測試是否可行，但 Dynetics公司成功將低溫流體快速轉(zhuǎn)移到全尺寸貯箱中。

這款全尺寸貯箱使用NASA開發(fā)的射頻質(zhì)量測量 (RFMG) 技術(shù)進行了測試，該技術(shù)可測量微重力下兩相流體的總質(zhì)量。初步數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)有望應(yīng)用于著陸器開發(fā)。

低溫流體的輸送很重要，但防止泄漏也很重要。由于制冷劑的低溫很容易導致設(shè)備故障，Dynetics使用一種密封接口，最大限度地減少低溫環(huán)境下的泄漏問題。定期使用的組件（如臍管）以及長期使用的組件（如閥門）均可使用這種密封接口。

與地球上的塵埃不同，月球塵埃很粘，一旦附著就不容易擦掉。對于Artemis計劃這種長期任務(wù)，人們擔心月球塵埃可能會使關(guān)鍵部件（如太陽能電池陣列和相機）無法使用。

該問題的解決方案是電動防塵罩（Electrodynamic Dust Shield，EDS）。該技術(shù)通過內(nèi)置于光學鏡片等表面的細線產(chǎn)生電荷，快速有效地去除灰塵。

在供電方面，Dynetics公司專注于兩個關(guān)鍵目標：高功率密度電池可以滿足 NASA 載人任務(wù)的嚴格標準；以及解決非太陽能發(fā)電期間的著陸器電源供應(yīng)問題。該團隊對先進電池進行了熱失控（thermal runaway）測試，證明太空飛行的可行性。該團隊還開發(fā)了一種創(chuàng)新方法，可以在長達 14 個地球日的月球夜間操作著陸器。

Dynetics公司的商業(yè)航天器對接系統(tǒng)，將適用于HLS、Gateway、商業(yè)空間站等系統(tǒng)。該系統(tǒng)在全尺寸動力學試驗臺上進行了多種環(huán)境模擬測試，為詳細設(shè)計和檢測鋪平了道路。