全球載人登月熱潮再起

晨陽

美國“阿爾忒彌斯”計劃重返月球

據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)報道，NASA確認SLS火箭和搭載的“獵戶座”飛船已經(jīng)準備就緒。如果最后環(huán)節(jié)不出現(xiàn)技術(shù)故障或不利天氣條件，SLS火箭將于美國當?shù)貢r間29日8時33分至10時33分點火升空，開啟美國重返月球計劃的第一步，即“阿爾忒彌斯1號”無人繞月飛行測試任務。

即將邁出關鍵的第一步

NASA官方網(wǎng)站介紹稱，美國重返月球計劃代號“阿爾忒彌斯”，取自希臘神話中月亮女神的名字，與當年“阿波羅”計劃選擇太陽神名字遙相呼應。

執(zhí)行“阿爾忒彌斯1號”任務的SLS重型火箭和“獵戶座”飛船組已經(jīng)于8月17日運送到佛羅里達州肯尼迪航天中心的發(fā)射臺。SLS被稱為有以來最強大的火箭之一，足以與當年“阿波羅”計劃使用的“土星五號”重型火箭媲美。搭載“獵戶座”飛船后，組合體高度接近100米，比紐約的自由女神像還要高。據(jù)介紹，作為“阿爾忒彌斯”計劃的核心裝備，SLS可以向月球軌道發(fā)送超過27噸的有效載荷，未來經(jīng)過升級后將提升到46噸以上。

如果一切順利，SLS火箭將把“獵戶座”飛船送到約3700公里的軌道高度，然后“獵戶座”飛船將與火箭上面級箭體分離，點燃推進器繼續(xù)前往月球，環(huán)繞月球一周后再返回地球。在這次任務中，它與地球的最遠距離將達到45萬公里，“將比任何為人類建造的航天器飛得都遠”。整個任務總共預計持續(xù)42天，飛船將于10月10日返回地球，落入加利福尼亞州附近的太平洋。

“阿爾忒彌斯1號”任務的主要目標之一是測試“獵戶座”飛船的隔熱罩，因為飛船將以“前所未有的速度”再入大氣層。美國“太空”網(wǎng)站表示，它將以每小時4萬公里以上的速度進入地球大氣層，必須承受2800攝氏度的高溫考驗。

在這次飛行中，NASA還將測試深空環(huán)境中的關鍵系統(tǒng)，特別是機組人員生命支持系統(tǒng)和導航系統(tǒng)?！矮C戶座”飛船此行搭載有3個航天員模型。它們裝有傳感器，可收集包括輻射劑量在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。由于“獵戶座”飛船運行的位置遠遠超過GPS系統(tǒng)等常用通信和導航系統(tǒng)的工作范圍，它必須通過專門的深空網(wǎng)絡與地球保持聯(lián)系。

第三次發(fā)射實現(xiàn)登月

如果“阿爾忒彌斯1號”任務順利成功，NASA預計最早將于2024年展開“阿爾忒彌斯2號”載人繞月飛行任務。NASA介紹說，“阿爾忒彌斯2號”將使用與第一次發(fā)射時相同的SLS火箭，但它將把“獵戶座”飛船送到略微不同的繞月軌道上，并在載人的情況下測試“獵戶座”飛船的關鍵系統(tǒng)。

“太空”網(wǎng)站稱，“阿爾忒彌斯3號”任務將真正實現(xiàn)載人登月，它最早可能在2025年發(fā)射。如果成功，這將是自1972年“阿波羅17號”航天員從月球返回以來“人類首次超越近地軌道”。但該計劃能否如期實現(xiàn)，還取決于很多未知因素：前兩次任務情況、新艙外航天服的開發(fā)進度以及載人著陸系統(tǒng)的可用性評估。例如航天員將在月球表面生活長達一個星期，必須專門研制能在長時間暴露在高輻射劑量環(huán)境下保護航天員的艙外航天服，但NASA承認，該航天服的研制進度遠低于預期。

在“阿爾忒彌斯3號”任務中，“獵戶座”飛船將搭載4名航天員，其中兩人搭乘SpaceX公司研制的載人著陸系統(tǒng)降落在月球表面，另兩人留在飛船上沿月球軌道飛行。按照計劃，登月航天員將在月球表面停留6.5天，相當于“阿波羅”計劃中航天員最長逗留時間的兩倍。他們將進行4次“月球漫步”，但與“阿波羅”計劃不同，這些航天員只能行走，因為在這次的登月清單上沒有月球漫游車。

此外，NASA于8月19日確定了“阿爾忒彌斯3號”任務的13個候選著陸區(qū)域，每片區(qū)域都有多個潛在的著陸點。這些區(qū)域都位于月球南極附近。NASA稱，所有被認為具有科學意義的地區(qū)都靠近月球南極，這是一個包含有豐富資源和未被人類探索的永久陰影區(qū)域。

未來計劃更具挑戰(zhàn)

按照NASA的規(guī)劃，“阿爾忒彌斯”計劃并非簡單完成載人登月就算結(jié)束，而是意圖讓人類能永久性地在月球和月球周圍定居。完整的“阿爾忒彌斯”計劃包括六大組成部分：SLS火箭、“獵戶座”載人飛船、探索地面系統(tǒng)、“門戶”月球軌道空間站、載人登月系統(tǒng)和“阿爾忒彌斯大本營”月球基地。其中“門戶”月球軌道空間站將不僅作為人類登月的轉(zhuǎn)運站，而且將為今后的登陸火星服務。在NASA原先的設計中，“獵戶座”飛船運送航天員先抵達“門戶”空間站，然后換乘載人著陸系統(tǒng)降落在月面；從月球表面返回時，同樣先在“門戶”空間站中轉(zhuǎn)，再換乘“獵戶座”返回地球。但2020年NASA分管載人航天的副局長洛韋羅表示，由于“門戶”空間站的研制進度遠遠落后于預期，“它將不再存在于2024年登月任務的關鍵路徑上”

“門戶”空間站帶來的巨大變動，只是“阿爾忒彌斯”計劃進度不斷拖延所帶來的惡果之一。美國會報告批評稱，該計劃大量使用不成熟的技術(shù)以及過于激進的進度，將使其面臨額外的風險。例如前三次“阿爾忒彌斯”任務都是順序進行的，任何一次任務的延遲都會對后續(xù)任務產(chǎn)生連鎖反應。此外，“阿爾忒彌斯”計劃費用嚴重超標且進度遲緩。據(jù)估計，從2012財年到2025財年，NASA將為“阿爾忒彌斯”計劃花費930億美元；2021財年至2025財年，更需要花費530億美元。尤其是SLS火箭的單次發(fā)射費用超過40億美元，即便是財大氣粗的美國也難以承受，負責審計NASA項目的美國監(jiān)察長辦公室在報告中將SLS項目描述為“不可持續(xù)”。▲

多國推進登陸月球計劃

不同于美國執(zhí)意將“阿爾忒彌斯”計劃作為展示國力的象征，很多國家更看重開發(fā)月球的巨大商業(yè)價值并紛紛投身于登陸月球的熱潮中。包括澳大利亞、加拿大、意大利、日本、盧森堡、阿聯(lián)酋和英國已經(jīng)加入“阿爾忒彌斯”計劃，并希望能確認開采月球礦產(chǎn)資源的所有權(quán)。其中日本政府于5月宣布，將首名日本航天員登陸月球作為與美國合作推動“阿爾忒彌斯”計劃的重要組成部分。

盡管蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)期間的載人登月競賽中失敗，但俄羅斯始終沒有放棄載人登月的夢想。2018年，俄羅斯設想利用“葉尼塞”重型火箭作為載人登月和興建月球基地的關鍵運載工具。它的月球軌道運輸能力至少為20噸，以滿足2030年將俄羅斯下一代“雄腐”號載人飛船送入月球軌道的需求。2021年俄羅斯宣布暫停“葉尼塞”重型火箭的技術(shù)設計工作后，俄羅斯的載人登月項目改由多枚“安加拉-N?﹄　大型火箭聯(lián)合執(zhí)行。它們計劃通過多次發(fā)射，分別將載人飛船、月球著陸系統(tǒng)及空間拖船送入近地軌道，進行在軌對接后再實施登月。

印度同樣對載人登月充滿興趣。印度空間研究組織宣布將在明年發(fā)射“月船3號”探測器，同時加速培訓本國航天員，實現(xiàn)獨立將航天員送入太空的能力。印度空間研究組織負責人明確表示，“正在關注載人登月任務”?！?/p>

中國將于2030年具備載人登月能力

在美國SLS火箭即將發(fā)射之際，多家外媒也注意“中國將于2030年具備載人登月能力”?！疤铡本W(wǎng)站援引中國航天科技集團的消息稱，中國正在研制新一代載人運載火箭和重型運載火箭，這些火箭未來將承擔載人登月、火星探測、木星探測和小行星探測等任務。其中新一代載人運載火箭將在2030年左右具備將中國人送上月球的能力；重型運載火箭研制成功后，將把中國運載地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力提升至50噸，支撐月球開發(fā)活動；目前規(guī)劃的…系列重復使用航天運輸系統(tǒng)研制工作，將大幅提升中國進入太空的能力、降低進入太空的成本，助力未來航天運輸領域大發(fā)展。

中國月球科研站更是受到外界的高度關注。探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁此前透露，探月工曹程四期瘞過多年論證，已于2021年底正式立項，進入實施階段。他提到：“探月工程四期的主要g標是對月球南極開展科學探測，建立起月球科研站的基本型。后續(xù)將分3次任務實施，分別是嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號，計劃在2030年之前完成。目前研制工作進展順利?！?/p>

俄《觀點報》稱，中國和俄羅斯在今年3月簽署了國際月球科研站的合作項目協(xié)議。該項目是一個可以長期自主運行的綜合性科學實驗基地，旨在進行月球自身探索和利用、月基觀測等多種科研活動。國際月球科研站一共設置了3個建設階段。在此期間，中俄兩國首先會展開探月活動，并在月球表面及月球軌道上建造月球空間站，最終使該科研站能全面投入運轉(zhuǎn)。預計到2035年，國際月球科研站能源、通訊、導航、遠程運輸、天地'往返等系統(tǒng)將完成建設。▲