美宇航局猎户座飞船将具备解救被困宇航员能力

　　新浪航天讯 据《新科学家》杂志17日报道，美国宇航局的“猎户座”飞船利用该局最近正在研发的传感器和智能导航软件，可以在无人驾驶的情况下执行太空飞行任务，甚至可以飞到月球周围轨道解救被困的宇航员。

　　美国宇航局计划在2020年借助“乘员探索飞行器”(又称“猎户座”飞船)把宇航员送上月球。一旦该船进入轨道，这些成员就将爬进飞船上附带的一个“月球着陆舱(LSAM)”内，这个着陆舱将带着他们在月球表面着陆。然后“月球着陆舱”会返回月球轨道，与作为这次旅行的“大本营”的“猎户座”飞船汇合。但是它不像“阿波罗”任务，在月球着陆舱开始执行任务后，这艘轨道飞船上将无人驾驶。如果着陆舱发生故障，将宇航员困在错误的轨道中，“猎户座”飞船将自行营救他们。

　　阿拉巴马州汉斯维尔美国宇航局的马歇尔航天飞行中心里基·霍华德一直在努力让“猎户座”飞船在无人驾驶的情况下具有自行营救能力。他们的设想是，让飞船追踪月球着陆舱，在没有人操纵的情况下让着陆舱与它成功对接。霍华德告诉《新科学家》说：“如果他们遇到麻烦，无法回到‘乘员探索飞行器’内，‘乘员探索飞行器’只得去接他们。如果飞船不能自动实施营救，上述情况就不会发生。”

　　现在他们正在设计飞船如何自行营救的具体细节，但是他们已经进行了一些实验。“猎户座”飞船首先可能要接收月球着陆舱发出的无线信号，该船能发现从几百公里外发出的这种信号。它利用信号到达不同天线所用时间的轻微差异，能确定出这些信号是从哪个方向发出。这与人类利用耳朵精确判断声音来源的原理是一样的。接着，自动驾驶软件将发动“猎户座”飞船，引导它靠近月球着陆舱。一旦进入大约3公里(根据接听无线信号进行判断)范围内，以激光为基础的传感器将接着完成下面的工作。

　　美国宇航局正在研发一种能向太空中发出宽角度的激光、同时用一个视频照相机一直观察从目标飞行器的镜子上传回的反射光的系统。其中几个镜子(每个直径有几厘米)将被安装在月球着陆舱上，排列的模式能让传感器软件识别。该软件可以利用外观大小和形状判断着陆舱的距离和方位。霍华德说：“该传感器利用这些住处确定发动哪个助推器点火，以及点火的时间。”在“猎户座”飞船靠近并与着陆舱对接时，这些传感器将不断对上述过程进行监控。接着宇航员将被运送到“猎户座”飞船上，然后驾驶该船返回地球。该系统还能用来帮助“猎户座”飞船与国际空间站对接，以及帮助人类飞行员。

　　美国宇航局的一种激光传感器已经在“轨道快车”卫星任务中成功进行了实验，帮助2颗卫星成功汇合，在轨道上进行了几次对接。“轨道快车”任务由美国国防高级研究计划局领导。现在，美国宇航局正在研发一种经过改进的新版本，这种激光传感器与以前的不同，它不需要对目标飞行器的距离进行任何预先估计。俄罗斯的无人驾驶货运飞船“进步”号能自动与国际空间站对接，但是它利用的是一个笨重、耗能的雷达系统。美国宇航局提出的更轻的激光系统将对月球任务更有利，这是因为月球上对重量和能量的限制更加严格。霍华德表示，更远的将来，类似的激光向导将能协助采矿机器人，为美国宇航局正在计划的永久性月球基地提供源源不断的资源。

　　霍华德表示，一个遥控车已经装备了这种激光传感器，以检测这个基本概念的正确性。他说：“这辆车将驶向一辆拖车，自动将它与拖车拴在一起，然后把它拖到指定地点。”然而，这种激光向导也有竞争对手。美国宇航局的工程师也正在研发一种利用照相机和图像识别软件确定飞船的距离和方位的系统。因为这种方法能利用安装在“猎户座”飞船上的照相机进行其他工作，因此不需要再给该船增加额外重量。但是由太阳产生的刺眼的影子会让图像识别变得非常困难。(杨孝文）