美国宇航局计划在 2024 年之前将人类送回月球 [1]。这引发了人们对月球探索任务的兴趣。为了有效地将人类和机器人任务送上月球,正在研究不同的最佳低和/或高推力轨道转移。最简单、最快速但不节能的方法是霍曼转移 [2]。霍曼转移需要两次燃烧,一次在轨道的近地点,另一次在远地点。航天器在地球停泊轨道上时位于近地点,远地点设置在所需的月球轨道高度。另一种研究航天器从地球到月球的转移的方法是使用拼块圆锥曲线法。拼块圆锥曲线近似依赖于太阳系动力学的开普勒分解 [3]。通过沿轨道小心地切换 SOI(影响球),航天器的运动在给定时间内仅受一个主要天体控制。例如,在使用补片圆锥曲线进行地球到月球转移的情况下,航天器在转移的大部分时间里将位于地球的 SOI 中,而在最后的时间里只靠近月球。霍曼转移和补片圆锥曲线都是 2BP(二体问题)中简单、直接的转移方法。从 1960 年代到 1980 年代,包括月球和阿波罗任务在内的所有登月任务都使用了一些对霍曼和补片圆锥曲线转移的改动。2BP 向月球的转移受到发射窗口的限制,并且需要多次修正燃烧,从而增加了总 Δ𝑉 成本。以阿波罗 11 号为例,它必须进行两次月球轨道交叉燃烧和四次中途修正。阿波罗 11 号进入月球轨道所需的总 Δ𝑉 为 13571.1 ft/s(4.136 km/s)[4]。
这一年尤其特殊,因为在美国大陆可以观测到两次日食。2023 年 10 月 14 日,新墨西哥州白沙导弹靶场 (WSMR) 非常接近日环食路径的顶峰,而 2024 年 4 月 8 日,弗吉尼亚州瓦洛普斯岛观测到近 80% 的日全食。六枚 Terrier-Black Brant 火箭被发射,用于研究日食期间的电离层,每个位置发射三枚。安柏瑞德航空大学的 Barjatya 博士是首席研究员,所有运载工具和有效载荷均表现正常。为了实现多点测量,有效载荷使用了最近开发且符合飞行要求的可弹射子有效载荷。探空火箭计划的首项任务是 2024 年春季在阿拉斯加州 Poker Flat 研究靶场 (PFRR) 进行的太阳耀斑活动。两个有效载荷,之前都用于不同的研究,聚焦光学 X 射线太阳成像仪 (FOXSI) 4 和高分辨率日冕成像仪耀斑 (Hi-C Flare) 已准备就绪,以应对太阳耀斑事件。PFRR 延长了发射窗口,每天都有发射机会。科学家使用 GOES X 射线数据监测太阳活动,并能够在 M 级耀斑期间发射。该活动的目标是获取太阳耀斑的多尺度、多波长观测数据,并为验证耀斑优化仪器提供可能性。