NASA立方体卫星发射成功，启动登月任务

立方体卫星CAPSTONE示意图。左边的小圆球是地球。（NASA/Daniel Rutter）

美国东部时间6月28日清晨，立方体卫星CAPSTONE从新西兰成功发射，标志着美国宇航局（NASA）的登月任务——阿尔忒弥斯计划（Artemis）正式拉开序幕。

美国东部时间28日清晨5点55分（发射当地时间夜间9点55分），这颗卫星从新西兰北岛的玛希亚半岛（Mahia Peninsula）乘坐轻型火箭“电子”（Electron）成功升空，将于11月13日抵达月球轨道。

为什么要飞几个月才到月球?

上个世纪知名的阿波罗（Apollo）系列任务只需三天就能飞到月球，为什么这次的卫星需要飞行几个月?这是因为阿波罗系列任务使用的土星5号（Saturn V）运载火箭是至今最强大的火箭。而这次CAPSTONE乘坐的是只有18米高的轻型火箭。

CAPSTONE是“月球自主定位系统技术操作和导航试验”（Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment）的缩写，是测试将来月球门户站设备所在轨道可行性的探路卫星。而月球门户站又是将来登月的重要中转站，所以这颗卫星是阿尔忒弥斯计划登月项目的最初一步。

CAPSTONE卫星是只有一个微波炉那么大的立方体设备，它的地月之旅有着复杂的步骤。

首先，它被绑定在火箭实验室公司（Rocket Lab）制造的“光子”（Photon）飞行器上，两者一起整合于共有两级的“电子”火箭的上级。升空大约九分钟后，“光子”和CAPSTONE卫星一起与火箭的上级分离，进入地球低空轨道。

接下来的五天，“光子”飞行器将按计划多次点火，逐步增加它们的速度，第六天将是它最后一次点火，把它们的速度增加到每小时39,500公里。这个速度就能摆脱地球引力的束缚，把它们送上前往月球的旅途。最后一次点火后大约20分钟，“光子”飞行器将把CAPSTONE放置于正确的位置，让它开始独自飞行。

之后的几个月，CAPSTONE卫星将根据需要开启自己的引擎，保持自己处于前往月球最有效的路线上。火箭实验室公司网站介绍说，这个卫星最远将飞到距离地球130万公里的地方——这是月球与地球之间距离的三倍多，再被引力拉回到最终的环月轨道上。

特殊的NRHO轨道

最后，今年11月3日，CAPSTONE将进入“近直线环轨”（near rectilinear halo orbit，简写NRHO）环绕月球。这个轨道很特殊，近月点距离月球一端的极地只有不到1,600公里，远月点距离月球另一端极地远达70,000公里。

项目设计师认为这个轨道非常稳定，在地球和月球之间引力的作用下，卫星不需要太多燃料即可保持自己处于这个轨道。这就是将来月球门户站所要投放的轨道。可是，之前从来没有一个飞船在这个轨道上运转过，所以NASA先送这个立方体卫星前去探路，在六个月的时间里，搜集轨道上的各种数据，发送给科学家评估。

月球门户网站是NASA登月任务的重要太空站，载人和不载人的任务都会用到它作为登月的中转站。这个太空站将被分成多个部件分别发射升空，在轨道上最后完成组装。NASA计划在2024年发射其中几个核心部件。