NASA及其行业合作伙伴正在为明年的阿耳忒弥斯III演示任务做准备，完成了对SpaceX超级重型版本3火箭助推器的新风洞测试。这些测试在加州硅谷的NASA埃姆斯研究中心进行，重点是更好地理解火箭在重返大气层期间可能经历的极端气动力。最近的测试系列建立在2024年在NASA埃姆斯完成的先前测试的基础上。NASA正与SpaceX合作开发该公司的星舰人类着陆系统（HLS），以安全地将宇航员从月球轨道送至月球表面并返回。升级后的超级重型火箭助推器是SpaceX星舰发射系统的一部分。星舰和超级重型的版本3预计将在2027年阿耳忒弥斯III的星舰HLS和2028年以后的载人月面着陆中作为基础。尽管星舰HLS是由SpaceX设计和制造的月球着陆器，但NASA与商业公司合作，提供访问专门测试设施（如NASA埃姆斯的风洞）和技术专长的机会，例如设置风洞测试并帮助分析结果的团队。"NASA在非定常气动方面有丰富的经验，"阿拉巴马州亨茨维尔NASA马歇尔航天飞行中心HLS喷流与气动环境团队的学科首席工程师Manish Mehta说。"我们利用该机构在对空间站、SLS（空间发射系统）火箭和猎户座航天器进行风洞测试的广泛经验基础，有效地设置和分析了超级重型版本3的风洞测试。实际上，埃姆斯单位计划风洞的类似测试导致在阿耳忒弥斯II中为SLS增加了格栅，所以我们在阿耳忒弥斯II中学到的知识正在帮助我们走向阿耳忒弥斯III及后续任务。"SpaceX的星舰由一个33台发动机的一级超级重型火箭（或助推器）和二级星舰组成。超级重型版本3整合了许多新的和升级的系统，包括：新的推进系统和新的Raptor 3火箭发动机；去除了发动机段裙，独立的发动机外壳或集成的大型基部热盾；超级重型助推器上有三个而不是四个格栅，每个格栅现在增大了50%；一个集成的热级替代了之前的单次使用保护中段。由于超级重型有显著变化，NASA和SpaceX工程师希望获得更多关于火箭在大气重返时所经历的稳定和非稳定气动力的信息，以便将火箭带回发射地点进行维修和重复使用。"当一枚火箭或飞机以高速度穿越空气时，它受到稳定气动力和时变气动力的影响，"NASA埃姆斯的非定常气动专家Jayanta Panda解释道，"稳定气动力的一个例子是空气在火箭上升时平滑流过火箭的表面。非稳定气动力则是空气在不太可预测的时刻‘撞击’火箭的某些区域，从而可能引发振动。"NASA和SpaceX在NASA埃姆斯的跨声速风洞和超声速风洞中使用了1.2%的超级重型版本3模型进行测试。跨声速风洞以Mach 0.2到Mach 1.4的速度向火箭或飞机的比例模型吹送空气（Mach 1是音速，约为761英里每小时）。更小的超声速风洞则以Mach 1.55到Mach 2.5的更高速度喷出风。于2025年末进行的超级重型版本3的风洞测试中，使用了两个风洞来测量超级重型表面的稳定和非稳定气流。"得到的有关稳定力和力矩的风洞数据有助于预测火箭在重返大气层期间如何对大气中的力反应，从而使飞行软件能够有效指导火箭飞行，"Mehta说道。"非稳定压强数据帮助工程师理解火箭在重返地球大气层时周围的环境。工程师使用这些信息作为分析火箭负载的软件的输入之一。"通过阿耳忒弥斯计划，NASA正在将人类带回月球进行科学探索、经济机遇，以在月球表面建立持久的人类存在，并为第一次载人火星任务打下基础 - 为所有人造福。要了解更多关于阿耳忒弥斯的信息，请访问：https://www.nasa.gov/artemis