NASA首次載人飛行將標誌通往火星旅程的重要一步

NASA的獵戶座飛船可以搭載宇航員們進入到太陽系更遠的地方，比人類史上的任何一次都要遠。宇航員們將在獵戶座飛船上進行第一次試飛，目的是在深空實際環境下確認設計的飛船操作系統功能能否全部實現。獵戶座的試飛行動包括地面測試、國際空間站系統演示和無人太空試飛。在此之後的第一次獵戶座載人試飛，將會成為標誌美國宇航局火星之旅進程的重要一步。

在試驗場(proving ground)進行的一系列任務中，這將是美國宇航局的第一次載人試飛任務。試驗場是指月球周圍的一個空間範圍，宇航員們可以在這裡建立和測試備戰火星任務所需的系統。這次飛行任務將會於2021年8月在佛羅里達的美國宇航局肯尼迪航天中心執行發射。雖然宇航員的陣容只會在實際發射日的近期才決定，但是美國宇航局計劃在每一次載人任務中最多讓4名宇航員飛行。

「如每次的試飛，無論在決定去往月球之前還是之後，我們都會有試驗的目的。」NASA華盛頓總部，探測系統開發部的副管理員代表Bill Hill說，「就像水星、雙子星和阿波羅項目一樣，目的是建立和展示它們在一系列任務中的功能。在這次任務里，我們將進行一系列的試驗，旨在展示關鍵功能——包括任務規劃（mission planning）、系統性能（system performance）、宇航員通信和深空導航（navigation and guidancein deep space）。」

離開地球表面

這次飛行的任務規劃圍繞著一個被稱作「多次地月轉移入軌」（ multi-translunar injection，MTLI）」或「多次啟動出發」的軌道（ multiple departure burns）進行，其中包括從月球「搭便車」返回地球的軌道。基本上，飛船會在繞著地球飛行兩次之後，周期性地發動引擎來積累足夠的速度，在繞返地球之前將自己推向月球。

在發射後，飛船和火箭的上級會繞地球兩周來確信系統的正常工作。獵戶座會進入一個高度是100海里（nautical miles）的環形軌道，並持續飛行90分鐘。人們把使飛船通過在太空中移動或者啟動引擎的方式進入一個特定地環繞某個星體軌道的過程稱作「軌道插入」（ orbital insertion）。注釋：原文為海里

沿著第一個軌道，火箭強大的上面級探索系統（EUS）和4個RL-10引擎會進行一次軌道提升，使獵戶座處於一個繞著地球的、高度橢圓的軌道上。這個過程被稱作地月軌道轉換。「獵戶座」飛完這第二個更大的、距離地球500至19，000海里的橢圓軌道，需要花費大約24小時。 作為參照物，國際空間站的軌道距離地球大約250英里。

一旦飛船完成了這兩個軌道的飛行，EUS會與獵戶座分離，選擇和鑲嵌在火箭通用機適配器內部的任何荷載也會被釋放。這些荷載會單獨飛行，完成它們各自的使命。

在上級火箭探索系統分離後，宇航員將會對獵戶座的關鍵系統做一個單獨測試。他們在收集和評估飛船全天的軌道工程數據之後，會使用獵戶座的服務模塊來完成第二次和最終的推進，也就是啟動所謂的地月軌道轉換。這第二次啟動會使獵戶座進入一個朝向月球的路徑，並且結束屬於這次任務的「多次地月轉移入軌」的部分。

「搭便車」回地球

「地月轉移入軌」會把宇航員送到月球背面的周圍，最終在獵戶座回地球前他們繞成8字形路徑。月球的引力將會像彈弓一樣將獵戶座送回地球，而無須任何推進裝置，這就是地月軌道「搭便車」的自由返回部分。宇航員們將在距離月球幾千英里的空間飛行，與地球的相對距離平均為230,000英里。

一個靈活的任務時長允許美國航天局在白天發射、著陸和返回的階段收集有價值的影像信息。完成這個任務最少的時間將是8天，算上等待附加分析的時間，最多可以延長到21天來完成附加的飛行測試目標。

獵戶座第一次載人試飛任務軌跡

兩次任務，兩種軌跡

60秒的延遲視頻展示，2014年5月至2016年12月馬歇爾太空飛行中心4693火箭結構試驗台完工畫面，將對太空發射系統巨大的燃料箱進行測試。

美國宇航局將排期於2018年末一起進行太空發射系統（Space Launch System，SLS）和獵戶座飛船的第一次無人飛行測試，這次測試為期約三個星期。」地月轉移入軌」那個第一任務將建立在一個遠月逆行軌道測試的基礎之上。遠月逆行軌道測試會將獵戶座放在更具挑戰性的軌道上，這也將是一次測試飛船在未來探索任務中將經歷何種演習和環境的機會。在這個飛行過程中會要求額外的推進動作，包括飛掠月球和返回軌道點火。

「在進行遠月逆行軌道的第一次飛行和第二次地月軌道轉換的飛行之間，我們會展示太空發射系統和獵戶座在深空探索時需要用到的全部功能。」希爾說。

「在開始的這兩次試飛完成後，」希爾補充說，「美國宇航局希望每年都進行載人航天任務，具體將取決於預算和項目的成效。「

美國宇航局最近概述了深空探索的目標，並將其分為三類，分別是:太空運輸、太空作業和太空保持健康。對於了解深空環境、測試功能技術而言，在試驗場進行的早期任務將是推進人類登火之旅至關重要的一步。