自制月球着陆器

可以反复垂直起飞和降落的机器人火箭用途无穷：可以作为月球着陆器，自动停在加油站，加满油后立即重新发射，将补给品运送到月球的其他地方。或者作为太空旅游飞船，可以安全降落在类似直升机的着陆台上。这就是为什么四年前 NASA 发起了 100 万美元的诺斯罗普·格鲁曼月球着陆器挑战赛，该竞赛旨在鼓励私营公司开发低成本火箭，并具备登月和其他任务所需的精度、功率和快速周转能力。去年秋天，一支由六名 Masten Space Systems 工程师组成的弱队获得了大奖。他们的 Xoie 着陆器由商业材料和零件组装而成，在莫哈韦沙漠上空 50 英尺处飞行，导航到 50 码外的岩石目标，并在距离目标 7 英寸处着陆，领先对手两英尺。虽然 Xoie（发音为“Zoey”）可能不会真正在月球上飞行，但它的设计可能会影响未来在月球上飞行的飞船。这也证明了你不需要奇特的、超出预算的技术来制造一艘精密的宇宙飞船。这里，Xoie 价值 30 万美元的零件解释一下。

月球着陆器的设计亮点

发动机： Masten 通过使用铝来制造传统的双推进剂火箭发动机，从而降低了成本。铝是一种廉价且易于加工的铜或石墨替代品。由于铝容易过热（而且与大多数航天器不同，Xoie 需要每天飞行几次），Masten 在标准火箭发动机中使用了更强大的液体冷却系统，其中燃料本身在发动机外部流动并吸收热量，然后被输送到燃烧室。

GPS 装置：在地球或低轨道上，着陆器使用超精确的 GPS 装置测量其位置。然而，对于月球，工程师必须想出一种不同的方法，因为月球周围没有 GPS 卫星。马斯滕正在考虑添加扫描月球表面的激光器，以便着陆器的计算机可以将图像与已知的月球地图进行比较。

执行器：为了移动发动机，马斯滕购买了工业装配线上常见的机电执行器。它们可以将发动机推移几分之一英寸，以进行微小的航向调整，或将其倾斜 30 度，以加快转弯速度。

传感器盒：这个价值 20,000 美元的惯性测量装置也用于无人机，是该飞行器为数不多的实际航空部件之一。它包含测量方向和速度的运动传感器，并有助于在每秒一次的 GPS 更新之间保持飞行器在轨道上。

氦气罐：氦气提供压力，迫使两种推进剂（液氧和异丙醇）以适当的速率从罐中流出。该罐由碳纤维定制而成。

液氧罐：这种旋铝罐上的阀门是标准的航空航天部件，因为它们必须承受氧化燃料所需的冷液氧。

异丙醇罐： Xoie 的燃料实际上是外用酒精。对于最终停留在月球上的着陆器，Masten 可能会改用更易于储存的燃料，例如甲烷。

氦气罐：氦气提供压力，迫使两种推进剂（液氧和异丙醇）以适当的速率从罐中流出。该罐由碳纤维定制而成。