模拟帮助阿耳特弥斯保持联系并跟踪月球

19世纪20年代，德国物理学家和天文学家弗朗茨·冯·保拉·格鲁伊图森男爵将他的小型望远镜对准月球，看到了他想象中的一座城市，并将其命名为沃沃克。150多年后，美国科学家卡尔·萨根(Carl Sagan)说:“想象力常常会把我们带到从未存在过的世界。”“但是没有它，我们哪里也去不了。”2022年，首次阿尔忒弥斯号探月任务发射，不仅为人类在离开月球50年后重返月球铺平了道路，还为人类在那里生活和工作铺平了道路。

阿尔忒弥斯一号是三个日益复杂的任务中的第一个。这次无人驾驶任务是对NASA深空探测系统的一次测试，包括猎户座运载宇航员往返地球和月球轨道的航天器，即太空发射系统(SLS)火箭-世界上最强大的火箭-和地面系统需要在130万英里的旅程后支持航天器的发射和回收。未来的任务计划是让宇航员登上月球，在月球轨道上部署一艘宇宙飞船，作为通往月球的长期门户，并在月球上建立一个大本营。从阿耳特弥斯任务中学到的东西可以用来探索远离地球的目的地，包括火星。

联系和交流

阿耳忒弥斯就是一个很好的例子数字任务工程(DME)，其定义为使用数字建模、仿真和分析来结合作战环境，并在生命周期的每个阶段评估任务结果和有效性。从一开始，美国的每个州都为阿尔忒弥斯计划的成功做出了贡献，更不用说欧洲正在设计的系统了。涉及的系统复杂性和协作令人震惊，Ansys为我们的软件在Artemis任务中发挥了多种作用而感到自豪。万博

例如，美国宇航局马歇尔太空飞行中心的射频通信团队经常使用万博Ansys基于三维电磁仿真软件及Ansys Systems工具包(万博STK)，这是一个基于物理的建模环境，用于分析平台和有效载荷。对于阿尔忒弥斯任务，该团队正在使用STK进行所有SLS通信链路分析，并可视化飞行轨迹、与地面站的联系以及天线辐射模式。

用STK Astrogator构建的青蒿-1轨道的描述。动画(右)捕捉了青蒿-1轨道的一般结构，并说明了航天器所遵循的独特路径，这条路径同时利用了地球和月球的引力影响。与“阿特姆斯-1”飞船一起升空的还有几项拼车任务。其中一些任务利用了Ansys系统工具包(STK)中的Astrogator功能集以及Ansys轨道确定工具包(ODTK)。万博

当然，无缝通信对于在任务的每个阶段发送和接收数据至关重要——使飞行控制人员能够向航天器发送命令，并从猎户座、SLS和火箭的上层接收数据。导航或跟踪服务使飞行控制人员能够计算出航天器在太空中沿着轨道的位置。

NASA的通信网络分为两个网络:近太空网络(NSN)，在阿耳特米斯1号的发射前和发射期间与猎户座和SLS连接，深太空网络(DSN)，用于近地轨道以外的通信。这两个网络一起工作，通过三向多普勒跟踪支持猎户座导航。地球上有两个地面站同时与猎户座保持联系——每个网络各有一个——NASA可以对猎户座相对于地面站的位置进行三角定位。

阿尔忒弥斯的次级有效载荷在酝酿什么?

LunIR由科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司开发。当它飞过月球时，它将使用一个微型红外传感器来收集关于月球表面的图像和数据，如物质成分、热特征、水的存在和潜在的着陆点。

其他立方体卫星将用于绘制近地表氢的地图，作为空间气象站，对地球等离子层进行成像，研究小行星，用先进的光学设备观察临时低温推进阶段，参加美国宇航局的太空德比比赛，甚至尝试在月球上着陆有史以来最小的航天器(重量只有700克)。立方体卫星所进行的科学研究范围确实令人兴奋，其中包括人类的几项第一。

然而，科学家们将如何安全地将宇航员送上月球并从更广泛的任务中返回，这是很难衡量的。阿耳特弥斯1号将飞得比任何为人类建造的航天器都更远，返回时也比以往任何时候都更快、更热。它可以为太空经济和人类探索太阳系更遥远的地区奠定基础——这无疑是格鲁伊图森男爵几百年前就设想过的。