由歐空局和美國宇航局聯手,首批科學實驗將在繞月執行的國際研究前哨Gateway上進行,歐空局將監測輻射,以全面了解未探索區域的宇宙射線和太陽射線,因為軌道前哨是圍繞月球組裝的。其第一個模組,動力和推進單元,將在第二次阿耳特彌斯任務中發射,並將進行兩次外部科學探測。
(上圖所示)獵戶座宇宙飛船與月球前哨“Gateway”對接,Gateway是國際空間站合作伙伴將要發射的下一個航天器。圖片:European Space Agency
歐空局硬體將隨時主動監測輻射,並將資料傳回給所有參與國的科學家參考。當Gateway模組飛到月球周圍軌道上的位置時,它將穿過範艾倫輻射帶,這是地球周圍的一個區域,高能粒子在那裡被地球的磁場捕獲。這些粒子會對人體造成更多的輻射損害,硬體將提供關於如何確保宇航員通過範艾倫輻射帶時的安全資訊。
太空中的強相互作用一旦到位,Gateway將圍繞月球飛行,距離月球表面最近距離為3000公里,最遠7萬公里。輻射探測將繼續監測質子、電子以及重離子和中子擊中測量儀器時的變化。歐空局人類和機器人探索科學小組組長詹妮弗·恩戈-昂(Jennifer Ngo-Anh)說:我們對重中子特別感興趣,一些宇宙射線擊中月球,與月球表面相互作用,反射成對人類特別有害的重中子。
(上圖所示)Gateway的動力和推進元件。圖片:European Space Agency
所以需要更多地了解這些粒子在哪裡以及如何形成,以保護宇航員。美國宇航局首次登上Gateway的調查是一項面向太陽空間氣象實驗,以觀測太陽粒子和太陽風。這些現象是不可預測的,可能會導致劇烈的輻射爆發,當宇航員冒險離開地球保護大氣層時,可能會擊中他們。歐空局人類和機器人探索主任大衛·帕克解釋這兩項實驗將共同提供急需的資訊:
(上圖所示)這張合成影象顯示了SOHO的太陽影象和對地球磁層的印象圖。圖片:NASA, the Sun: ESA/NASA - SOHO
以預測輻射事件,以及如何建造更好的航天器,併為月球及其周圍的宇航員提供更好的保護。在為下一代歐洲宇航員做準備時,將與美國宇航局的同事一起參加阿耳特彌斯計劃,這項研究至關重要,它展示了科學和探索是如何在我們邁向月球的過程中齊頭並進的。未來將選擇更多的科學乘坐Gateway飛行,以利用月球軌道上無法在地球或國際空間站上覆制的獨特環境。
(上圖所示)繞月飛行的國際研究前哨Gateway圖。圖片:European Space Agency
Gateway將在本十年內建成和組裝,作為深空科學的平臺和宇航員前往月球表面的前哨。這是由美國國家航空航天局(NASA)領導,根據Space19+的決定,歐空局將為Gateway建造一個居住模組、通訊系統和一個加油模組,加拿大航天局已經承諾為月球前哨提供先進的機器人技術,日本宇宙航空研究開發機構也在討論提供元件。
(上圖所示)繞月飛行的國際研究前哨Gateway概念圖。圖片:European Space Agency