美國(guó)載人重返月球計(jì)劃評(píng)估

孫亦豐 賀秀萍 盛英華

（1上海航天信息研究所，2 上海航天設(shè)備制造總廠有限公司，3上海宇航系統(tǒng)工程研究所）

1 背景

自2017年美國(guó)總統(tǒng)特朗普發(fā)布“航天政策1號(hào)令”以來，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）積極規(guī)劃2028年實(shí)現(xiàn)人類重返月球的相關(guān)活動(dòng)。2019年3月26日，美國(guó)副總統(tǒng)彭斯在國(guó)家航天委員會(huì)第五次會(huì)議上提出，要提前4年，即2024年實(shí)現(xiàn)航天員登陸月球南極地區(qū)，要求NASA“使用一切必要手段”確保登月任務(wù)取得成功。為此，NASA重新規(guī)劃載人登月時(shí)間表和任務(wù)細(xì)節(jié)，發(fā)布了《飛向月球：NASA月球探索戰(zhàn)略計(jì)劃》。2020年4月，NASA選定3家公司開展登月飛行器方案論證；5月發(fā)布《阿爾忒彌斯協(xié)定：為安全、和平、繁榮未來之原則》（Artemis Accords），以下簡(jiǎn)稱《阿爾忒彌斯協(xié)定》，為美國(guó)主導(dǎo)下的探月活動(dòng)明確國(guó)際法律基本原則和規(guī)則框架，進(jìn)而影響和推動(dòng)國(guó)際社會(huì)就太空資源活動(dòng)的合法性達(dá)成共識(shí)。10月13日，美國(guó)等八國(guó)正式簽署了《阿爾忒彌斯協(xié)定》。

本文將從政治、任務(wù)、技術(shù)、國(guó)際合作、預(yù)算經(jīng)費(fèi)等方面評(píng)估了“阿爾忒彌斯”載人重返月球計(jì)劃，同時(shí)初步分析《阿爾忒彌斯協(xié)定》對(duì)我國(guó)的影響。

2 如何看待美國(guó)載人重返月球

政策層面上，“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃符合“美國(guó)優(yōu)先”戰(zhàn)略

“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃首先在政治上符合了特朗普提出的維持美國(guó)在航天領(lǐng)域絕對(duì)領(lǐng)先地位的方針。作為繼國(guó)際空間站（ISS）之后的又一重大國(guó)際合作項(xiàng)目，“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃既可以維持美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)地位，又可以成為新的政治紐帶，將國(guó)際空間站成員國(guó)繼續(xù)組織起來，匯聚世界航天大國(guó)力量，帶領(lǐng)人類開啟載人深空探索。此次發(fā)布《阿爾忒彌斯協(xié)定》的核心是為了維持美國(guó)優(yōu)先的領(lǐng)導(dǎo)地位，為特朗普第二任選舉打造“美國(guó)再次偉大”的支撐展示平臺(tái)，同時(shí)設(shè)置了壁壘，進(jìn)一步阻止中國(guó)參與世界航天重大工程合作。

任務(wù)層面上，由游客式訪問轉(zhuǎn)入地外長(zhǎng)期開疆拓土

本次美國(guó)登月計(jì)劃與20世紀(jì)60年代“阿波羅”（Apollo）工程在任務(wù)目標(biāo)、內(nèi)在驅(qū)動(dòng)、飛行模式、組織模式等方面不同。與“阿波羅”工程最主要的區(qū)別在于本次載人登月是人員長(zhǎng)期留在月球，而不只是在月球留下痕跡、帶走樣品。因此首選探測(cè)地是月球南極，目的是為了尋找水冰，以便支持人員長(zhǎng)期駐留月球基地、實(shí)施大規(guī)模月球資源開發(fā)。

本次載人登月內(nèi)在驅(qū)動(dòng)是地外大規(guī)模資源開發(fā)和利用。運(yùn)載火箭與載人飛船重復(fù)使用將大幅降低進(jìn)出空間費(fèi)用。月球水冰、在軌加注將為推進(jìn)劑地外制備、重復(fù)使用運(yùn)輸器地外往返提供堅(jiān)實(shí)保障，重塑載人登月模式。人工智能、增材制造等工程應(yīng)用將大幅提升地外資源開采的自主性和資源原位利用能力。

“阿波羅”工程與“阿爾忒彌斯”計(jì)劃比較

國(guó)際合作上，集合優(yōu)勢(shì)力量打造新的地外空間資源開發(fā)平臺(tái)

“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃將掀起后國(guó)際空間站時(shí)代航天國(guó)家的新一輪合作高潮。在“阿爾忒彌斯”計(jì)劃中，美國(guó)NASA承擔(dān)地球和月球門戶的載人航天任務(wù)，各成員國(guó)負(fù)責(zé)研發(fā)月球軌道站艙段、登月艙研發(fā)，商業(yè)公司承擔(dān)月面、月球軌道等各種貨運(yùn)任務(wù)。

隨著任務(wù)分工的逐漸明確，各成員國(guó)對(duì)載人登月持歡迎態(tài)度，在政治上可對(duì)各成員國(guó)起到巨大的宣傳效應(yīng)，經(jīng)費(fèi)支出可以接受，同時(shí)引領(lǐng)航天技術(shù)發(fā)展，共享載人航天成果。

日本態(tài)度最為積極，早在2017年底，日本政府就已經(jīng)表態(tài)決定參與美國(guó)最新的登月計(jì)劃，借助“月球門戶”（Lunar Gateway）項(xiàng)目和SLS項(xiàng)目，最終實(shí)現(xiàn)日本航天員登上月球乃至中短期駐留的夢(mèng)想。近幾年來，日本也陸續(xù)公開了其月面系統(tǒng)的設(shè)想（包括著陸器、月球車等）。

研制進(jìn)度上大概率延期，如果國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇，美國(guó)具備快速實(shí)施基礎(chǔ)

根據(jù)國(guó)際空間站的經(jīng)驗(yàn)，多國(guó)交叉合作項(xiàng)目不可避免的拖期和成本超支。本次載人登月四大飛行器（火箭、飛船、環(huán)月空間站和月面著陸器）中，SLS、飛船研制進(jìn)度滯后，阿爾忒彌斯－1計(jì)劃時(shí)間已經(jīng)推遲到2021年；月球著陸器剛剛選定3家承包商，啟動(dòng)方案深化論證；環(huán)月軌道空間站模塊主要由國(guó)際合作推進(jìn)，預(yù)計(jì)2024年載人重返月球大概率推遲。

經(jīng)費(fèi)預(yù)算上，NASA深空探索經(jīng)費(fèi)預(yù)算大幅增加

NASA財(cái)年預(yù)算自2013年以來持續(xù)增長(zhǎng)，逐漸向深空探測(cè)傾斜。2020年NASA財(cái)年預(yù)算為210.2億美元，深空探測(cè)預(yù)算為62億美元，占比約為26%；2025年NASA財(cái)年預(yù)算預(yù)計(jì)達(dá)到260億美元左右，深空探索預(yù)計(jì)89億美元，占比約34%。NASA將為實(shí)施載人登月提供持續(xù)經(jīng)費(fèi)支持。

任務(wù)模式上，商業(yè)航天和重復(fù)使用大概率重塑載人探月模式

NASA在2006年發(fā)布“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)計(jì)劃”（COTS），2008年發(fā)布“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)計(jì)劃”（CRS），2010年發(fā)布“商業(yè)載人開發(fā)計(jì)劃”（CCDev），2012年轉(zhuǎn)為商業(yè)載人整合能力（CCiCap）項(xiàng)目。2010年10月，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）成功為空間站提供補(bǔ)給服務(wù)，2020年5月，SpaceX公司成功發(fā)射龍飛船－2（Dragon－2），為國(guó)際空間站首次提供私人載人服務(wù)。未來它將定期承擔(dān)運(yùn)送美國(guó)航天員往返于地球和空間站的任務(wù)，并在下一個(gè)十年開展載人登月和載人火星探測(cè)。

SpaceX公司以重復(fù)使用技術(shù)重塑了運(yùn)載火箭發(fā)展模式（一子級(jí)垂直回收再次使用），截至2020年8月底，已經(jīng)成功回收64次，同一模塊重復(fù)使用達(dá)到6次。SpaceX公司的“星船”成為月球著陸器的3個(gè)備選方案之一，盡管獲得的資金最少，卻是目前研制迭代進(jìn)展最快的方案。

“阿爾忒彌斯”計(jì)劃時(shí)間表

如果最終“星船”方案獲勝，私人公司可基于“獵鷹重型”（Falcon Heavy）、“星船”和“龍”飛船實(shí)施載人登月，以重復(fù)使用大幅降低載人登月費(fèi)用，同時(shí)為NASA載人登月提供備份。

3 《阿爾忒彌斯協(xié)定》分析

背景

2020年5月15日，NASA局長(zhǎng)吉姆·布里登斯廷公開介紹了《阿爾忒彌斯協(xié)定》的要點(diǎn)，試圖為美國(guó)主導(dǎo)下的探月活動(dòng)明確國(guó)際法律基本原則和規(guī)則框架，進(jìn)而影響和推動(dòng)國(guó)際社會(huì)就太空資源活動(dòng)的合法性達(dá)成共識(shí)。這表明美國(guó)延續(xù)了2015年太空資源立法以及2020年總統(tǒng)令的思路，繼續(xù)推進(jìn)太空資源活動(dòng)法律政策確定性的建設(shè)，以便吸引更多國(guó)家參與由其主導(dǎo)的“阿爾忒彌斯”月球開發(fā)計(jì)劃，乃至未來的火星、小行星開發(fā)利用等太空資源活動(dòng)。

美國(guó)總體策略分析

1）從整體目標(biāo)來看，為打造美國(guó)為主導(dǎo)的太空資源開發(fā)利用等活動(dòng)創(chuàng)造有利的國(guó)際環(huán)境，打造以美國(guó)為首的探月及深空探測(cè)領(lǐng)域的利益共同體，確立美國(guó)在太空資源開發(fā)開采活動(dòng)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，進(jìn)而通過塑造太空資源活動(dòng)主導(dǎo)權(quán)來鞏固美國(guó)太空領(lǐng)先地位，彰顯航天對(duì)于服務(wù)于美外交大局的重要和積極作用。

2）從戰(zhàn)略及路徑來看，《阿爾忒彌斯協(xié)定》與《2015美國(guó)外空資源探索和利用法》、“2020年太空資源總統(tǒng)行政令”一脈相承，秉承美國(guó)一貫堅(jiān)持的“美國(guó)優(yōu)先、美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)、美國(guó)領(lǐng)先”的太空基本戰(zhàn)略和定位以及積極扶植商業(yè)航天的立場(chǎng)，仍然遵循著美國(guó)“法律政策-公私合作-國(guó)際推廣”的太空全球治理路徑。

三種月球著陸器方案

3）從內(nèi)容上看，美方積極尋求對(duì)已有外空規(guī)則及國(guó)際法作出有利于太空資源活動(dòng)開展的解釋，并根據(jù)需要，創(chuàng)設(shè)、采納或強(qiáng)調(diào)特定的規(guī)則。

《阿爾忒彌斯協(xié)定》影響分析

（1）啟動(dòng)以月球及天體開發(fā)活動(dòng)為核心的新一輪太空競(jìng)賽

月球及地外天體開發(fā)的太空資源活動(dòng)將成為新一輪太空競(jìng)賽的焦點(diǎn)，太空資源開采將成為太空博弈的新戰(zhàn)場(chǎng)。近10年來，太空博弈出現(xiàn)了全方位縱深的發(fā)展趨勢(shì)。一是在太空外交、太空規(guī)則、太空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的軟實(shí)力比拼日益激烈；二是在軌服務(wù)、近地天體防御和太空資源開發(fā)開采3個(gè)決定未來太空格局劃分的方向日益明顯。

（2）加劇太空資源國(guó)際規(guī)則解釋和制定的博弈

太空規(guī)則博弈是大國(guó)爭(zhēng)奪太空秩序主導(dǎo)權(quán)的重要途徑和最終手段。近10年來，太空規(guī)則博弈一直集中在太空碎片、太空軍控領(lǐng)域。隨著技術(shù)發(fā)展，太空資源開采逐漸成為現(xiàn)實(shí)，關(guān)于太空資源國(guó)際規(guī)則的斗爭(zhēng)，其法律性、現(xiàn)實(shí)性更為突出、更緊迫。太空資源國(guó)際規(guī)則的解釋和制定將成為大國(guó)博弈的焦點(diǎn)。

（3）或?qū)?duì)中國(guó)航天發(fā)展產(chǎn)生不利的影響

美方重返月球體現(xiàn)了遏制中國(guó)上升勢(shì)頭的戰(zhàn)略意圖。一方面是鞏固美歐等盟友在太空的親密關(guān)系，另一方面也是對(duì)沖中國(guó)積極倡導(dǎo)和實(shí)施探月及深空探測(cè)國(guó)際合作帶來的戰(zhàn)略影響。

根據(jù)《阿爾忒彌斯協(xié)定》的合作路徑安排，可以推斷其極可能采取國(guó)際空間站的合作模式，任何一個(gè)有合作意愿的國(guó)家，均需通過美國(guó)同意方能加入。

4 結(jié)束語

美國(guó)重返月球計(jì)劃不是“阿波羅”計(jì)劃的簡(jiǎn)單重復(fù)，是以引領(lǐng)美國(guó)再次偉大為方向，整合多個(gè)航天大國(guó)力量和商業(yè)航天力量，以人工智能、增材制造、重復(fù)使用等新技術(shù)推進(jìn)地外資源開發(fā)和利用。

我國(guó)未來實(shí)施載人登月也不能簡(jiǎn)單重復(fù)“阿波羅”工程，需要頂層布局月球資源開發(fā)和利用、重復(fù)使用運(yùn)載、人工智能、地外資源原位利用等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，引領(lǐng)我國(guó)載人航天邁向更高發(fā)展階段。