月球上的第一個「機場」 Gateway月球太空站迎太空交通新挑戰

記者林育如／編譯

距離地球約24萬英里（約38.6萬公里）的月球，未來可能出現愈來愈繁忙的太空交通。隨著人類重返月球任務增加，獵戶座（Orion）載人太空船、月球登陸器及貨運太空船都可能往返月球，如何讓多艘太空船安全進出、等待及對接，也成為月球探索必須面對的新課題。

根據科學新聞網站Phys.org及德州農工大學官方新聞平台報導，美國德州農工大學、NASA約翰遜太空中心及普渡大學研究團隊，已針對NASA規畫中的Gateway月球太空站周邊交通情境，發展相關演算法與操作策略，讓未來多艘太空船能更安全、有序地共享月球軌道。研究成果已刊登於《Acta Astronautica》。

沒有跑道的「月球機場」　太空船仍須持續沿軌道運行

Gateway預計運行於「近直線暈軌道」（Near Rectilinear Halo Orbit，NRHO）。這是一條高度延長、受地球與月球重力共同影響的特殊軌道，最接近月球北極時約1,000英里（約1,600公里），之後向外延伸至月球南極外約4萬英里（約6.4萬公里）。

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這裡的「機場」是方便讀者理解的比喻，實際上Gateway是規畫中的月球太空站及太空港，並沒有飛機跑道或傳統機場設施。

與地面飛機不同，太空船即使處於等待狀態，也必須持續沿軌道運行。研究所關注的「loitering」，就是讓太空船在特定軌道或軌跡附近維持位置，在等待對接或離站時，與Gateway及其他太空船保持適當距離。

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數千次電腦模擬　讓太空船排成「珍珠串」

研究團隊利用數千次電腦模擬，測試太空船如何在Gateway附近保持適當間隔，並納入導航誤差、推進器性能偏差，以及未來Artemis任務可能出現的小幅擾動等因素。

研究發現，適度增加軌道維持操作，可讓太空船更接近預定位置，而燃料消耗只需小幅增加。更精確的位置預測，有助任務規畫人員協調對接時程、安排會合及離站操作，也能降低太空船彼此過度接近的風險。

研究人員進一步提出類似「珍珠串」的排列方式，讓等待中的太空船依照計算好的間隔，分布在Gateway前方或後方的軌道位置，等待適當時機進行對接或離開。這種安排可讓太空船維持較可預測的位置，同時降低漂移過近的風險。

研究團隊指出，這項工作是未來月球太空交通管理的重要起點。隨著月球任務增加，除了火箭、太空船與太空站等硬體建設，如何管理月球周邊的軌道交通，同樣將成為長期月球探索的重要課題。

資料來源：Phys.org、Texas A&M Stories