为什么功率密度对NASA的月球勘测轨道飞行器很重要
NASA LRO 电力系统电子 (PSE) 架构包括可靠的标准内部和外部通信总线、固态断路器和锂离子电池充电管理。在工业自动化中,优化参数和上升沿死区时间有助于最大限度地减少损耗并提高功率密度。
LRO 于 2009 年开始执行任务,绕月运行至少一年。它的任务是对月球进行 3D 地图,以定位未来的着陆点和资源,包括月球极地陨石坑中阴影的水冰沉积物。即使在今天,LRO 仍继续绕月球运行,提供当前和以前的月球任务(包括阿波罗站点)的月球着陆器和设备的图像和精确位置。
第一艘成功登陆月球的私人航天器是奥德修斯号。这个月球着陆器是由总部位于休斯顿的 Intuitive Machines 公司建造的。它于 2021 年 2 月 22 日在月球南极附近着陆。
2024 年,LRO 确认了第一个成功的日本月球调查智能着陆器 (SLIM) 的高精度着陆点软着陆。
萤火虫的蓝幽灵任务
LRO 能够在 2025 年 3 月 2 日下午(航天器着陆后不到 10 小时)在月球表面拍摄萤火虫航空航天公司的蓝幽灵任务 1,名为“天空中的恶灵骑士”,月球着陆器。着陆点位于 Mare Crisium(又名危机之海),靠近 Mons Latreille(Mare Crisium 中部的一座孤月山)。这座山高出周围的马雷 150 米(图 1)。

萤火虫宇航公司完成了为期 14 天的月球地面作业(日照 346 小时)。蓝幽灵 1 号在月球之夜运行了五个多小时。最终数据于 2025 年 3 月 16 日下午 6:15 CDT 左右收到。这项工作是迄今为止在月球上最长的商业行动。
在萤火虫完美登月后,该团队开始地面作业,在月球日光期间以尽可能最好的科学数据取回所有 10 个 NASA 有效载荷。
Firefly Aerospace 首席执行官 Jason Kim 兴高采烈地评论道:“我们对 Blue Ghost 实现的演示感到无比自豪,从首次在月球上跟踪 GPS 信号到机器人钻探和收集比以往任何时候都更深的月球表面科学。我们要非常感谢 NASA 商业月球工资服务 (CLPS) 计划和白宫政府为这次萤火虫任务提供基石。很荣幸能够进行科学技术实验,支持未来的月球、火星等任务。
蓝幽灵1号可以向地球传输超过119GB的数据,其中包括51GB的科技数据(图2)。

有效载荷突破
蓝幽灵 1 号在月球表面工作时的一些主要有效载荷里程碑包括:
月球GNSS接收机实验(LuGRE):美国宇航局和意大利航天局于 3 月 3 日达到了一个历史性里程碑,当时 LuGRE 成为第一个在月球表面采集和跟踪地球导航信号的技术演示。LuGRE 集成到 Blue Ghost 顶层甲板的天线万向节中,成功地采集并跟踪了来自 GPS 和伽利略等卫星网络的全球导航卫星系统 (GNSS) 信号,这些信号在前往月球的途中和月球上。这一成就表明,类似 GPS 的信号可用于导航未来前往月球及更远地区的任何任务。
NGLR:安装在蓝幽灵的天线万向节上的下一代月球后向反射器 (NGLR) 成功反射了来自地球月球激光测距天文台 (LLRO) 的激光脉冲。该设备使科学家能够准确测量月球的形状和与地球的距离,同时加深我们对月球内部结构的理解。
莱西:该设备安装在 Blue Ghost 的顶层甲板上的另一个 Firefly 开发的万向节上。月球环境日光层 X 射线成像仪 (LEXI) 能够捕获一系列 X 射线图像,以研究太阳风和地球磁场的相互作用。它提供了有关太空天气和地球周围其他宇宙力量如何影响我们星球的见解。
LMS:蓝幽灵在月球表面部署了四个系留月球磁王大地测深仪 (LMS) 电极,距离着陆器最远可达 60 英尺。顶层甲板上方的一根六英尺高的桅杆使有效载荷团队能够测量电场和磁场,同时更多地了解月球的成分,最远可达 700 英里(距月球中心距离的三分之二)。
辐射PC:RadPC 集成在 Blue Ghost 的顶层甲板下方,展示了一台计算机,该计算机在前往月球的途中能够承受太空辐射,包括通过地球的范艾伦带和月球表面。
RAC:安装在蓝幽灵下层甲板上方的风化层附着表征 (RAC) 仪器检查了月球风化层如何粘附在暴露于月球环境的各种材料上。它使该行业能够更好地测试、改进和保护航天器、宇航服和栖息地免受月球磨蚀性风化层的影响。
头皮:蓝幽灵号下层甲板下方安装有用于月球羽流表面研究 (SCALPSS) 仪器的立体相机,该仪器在航天器月球下降和着陆月球期间捕获图像。它还深入了解了发动机羽流对月球表面的影响,以促进未来的机器人技术和载人登月。
立斯特:同样安装在蓝幽灵号下层甲板下方的用于快速地下热探索的月球仪器 (LISTER) 有效载荷在月球表面钻了大约三英尺,以测量月球内部的温度和热流。这种气动气动钻机是最深的机器人行星地下探测器。
月球 PlanetVac:该装置部署在蓝幽灵的地表通道臂上,Lunar PlanetVac 使用加压氮气成功地从月球收集、转移和分类了月球风化层。事实证明,它是未来机器人样品采集的低成本、低质量解决方案。
编辑:电动防尘罩 (EDS) 也部署在 Blue Ghost 的水面通道臂上。它利用玻璃和散热器表面的电动力成功地提升和去除了月球风化层。这些结果证实了 EDS 是未来月球和行星际表面作中粉尘缓解的有前途的解决方案。
蓝幽灵 14 天任务完成
蓝幽灵现在正躺在月球近侧一个充满火山物质的古老陨石坑中。其最终行动和活动包括:
航天器展开了可以向地球传输大量数据和视频的 X 波段天线。
美国宇航局与萤火虫一起正在验证这 10 项技术和科学演示是否运作良好。任务团队正在收集航天器关于蓝幽灵下降期间月球土壤如何作用的数据,以研究月球内部热流。
3 月 14 日,当地球在着陆点上投下阴影时,发生了日食。
就在月球夜幕降临之前,蓝幽灵会拍摄到“月球地平线辉光”的照片图像,这是一种现象,而月球尘埃会短暂悬浮!
任务开始 14 天后,蓝幽灵的着陆点陷入了一个月球之夜。着陆器将不得不仅依靠电池供电,因为该公司试图使其在 -250°F (-130°C) 等低温下工作。
在蓝幽灵的行动结束时,它将永远保持在月球表面的原样。
蓝幽灵为什么不去月球南极?
美国宇航局科学任务局副局长尼古拉·福克斯博士评论说:“我们不想每次都去同一个地方,因为我们想越来越多地了解月球。就像去度假一样。你不想一直去同一个地方。当我们准备将宇航员送回时,我们希望确保我们了解所有区域,我们仍将对宇航员安全进行表征,但我们也在研究最有趣的区域在哪里。
Fox 博士还评论说,Blue Voice 上的 10n 仪器“就像一个整体套件,非常适合我们将要去的地区。LRO 任务在一个名为 Mons Latreille 的古老火山特征附近进行,该火山位于月球可见面的远东边缘,就在月球赤道以北。
“你知道你的送货服务,你选择你想让你的包裹去的地方,这就是我们所做的,萤火虫,”福克斯博士说。
引用
1. “用于 NASA 月球勘测轨道飞行器的高功率密度电力系统电子设备”,A. Hernandez-Pellerano、R. Stone 和 J. Travis,NASA 戈达德太空飞行中心;B. Kercheval 和 G. Alkire,MEI Technologies;V. Ter-Minassian,诺斯罗普·格鲁曼公司。
2.“萤火虫航天成功完成月球14天的地面作业”,萤火虫航天,2025年4月28日。

加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号:EEPW
或用微信扫描左侧二维码