阿爾忒彌斯II任務(wù)已進(jìn)入一個(gè)新的里程碑，最新的消息表明，搭載獵戶座飛船的SLS火箭將于2026年2月6日準(zhǔn)備發(fā)射，4名宇航員也已經(jīng)準(zhǔn)備隨時(shí)出發(fā)！這是人類再次進(jìn)行載人繞月飛行，此次任務(wù)將繞月飛行10天后返回，為下次飛船直接登陸月球做好萬全準(zhǔn)備！

然而據(jù)arsTECHNICA在1月10日的報(bào)道，獵戶座飛船在2022年首次無人繞月飛行時(shí)就發(fā)現(xiàn)了致命的問題，形成機(jī)理一直到2024年底才搞清楚，但是鬼才獵戶座飛船研發(fā)團(tuán)隊(duì)竟然啥都沒做，直到艾薩克曼上任才做了一次評估，結(jié)果竟然是強(qiáng)行上馬，這是被中國逼瘋了嗎？竟然敢這樣操作？

NASA新飛船隔熱盾問題沒解決：真要帶病強(qiáng)行出發(fā)？

arsTECHNICA在1月10日報(bào)道稱NASA新任局長艾薩克曼在本周表示，他對獵戶座飛船計(jì)劃使用現(xiàn)有的隔熱盾完成重返月球任務(wù)充滿信心，這是艾薩克曼在對NASA的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了將近一天半的審核后作出的：

“我們對獵戶座飛船及其熱盾充滿信心，這基于嚴(yán)格的分析和那些在過程中始終遵循數(shù)據(jù)的杰出工程師們的工作”

我們當(dāng)然相信艾薩克曼說的“隔熱盾”問題有信心是基于科學(xué)判斷，我們相信艾薩克曼的專業(yè)度，但是獵戶座飛船當(dāng)時(shí)被曝光隔熱盾在首次無人環(huán)月飛行返回時(shí)竟然出現(xiàn)大面積破裂塌陷，現(xiàn)在竟然打算強(qiáng)行出發(fā)！我大NASA牛逼不？

獵戶座飛船的問題這么嚴(yán)重，NASA究竟是怎么驗(yàn)證通過的？

UTC時(shí)間2022年12月11日17點(diǎn)左右，完成了兩圈繞月飛行的阿爾忒彌斯I任務(wù)的獵戶座飛船與服務(wù)艙分離，17點(diǎn)20分，獵戶座飛船隔熱盾朝前略微有一點(diǎn)迎角，以大約11.1千米/秒接近第二宇宙速度一頭撞入了南太平洋上空的大氣層，這個(gè)迎角產(chǎn)生了些許升力，讓飛船再次躍出了大氣層，回到到了最高大約99千米近卡門線高度。

幾分鐘后獵戶座飛船再次以一條類似拋物線的軌跡再次進(jìn)入大氣層，這次獵戶座飛船可沒打算再次“起飛”，飛船包裹在高超音速激波形成的等離子體火球中，一路“火花帶閃電”出了黑障，引導(dǎo)傘、減速傘、主傘...一路打開，最終濺落在靠近墨西哥下加利福尼亞半島（Guadalupe Island）附近水域，獵戶座飛船雷霆返回！

這是NASA第一次采用完整的“Skip Entry”（雙段跳躍式再入），毫無疑問，阿爾忒彌斯I任務(wù)與“Skip Entry”再入都是成功的，接下來就是NASA慶祝的各種套路本文不再贅述。盡管任務(wù)順利完成，但但在NASA的報(bào)告中卻有一張觸目驚心的照片：

上圖是一張13.1MB的獵戶座飛船“隔熱盾”的清晰照，各位可以下載放大慢慢看，除了灰白色的區(qū)域外還有略帶黃色的碎裂與塌陷區(qū)域。這就是困擾了NASA整整一年多的獵戶座飛船隔熱盾問題，而最后的“解決”更是讓人無法理解。

獵戶座飛船返回后，NASA召集了大量隔熱材料專家，甚至當(dāng)年航天飛機(jī)隔熱材料專家都被請到了現(xiàn)場一起分析，這種名為“Avcoat”的材料到底是什么原因才會(huì)出現(xiàn)這種問題？

獵戶座飛船的“Avcoat”材料是一種復(fù)合燒蝕隔熱材料（ablative heat shield），屬于“燒蝕型熱防護(hù)系統(tǒng)”。它的主要功能是在航天器 高速再入大氣層時(shí)保護(hù)飛船免被高溫?zé)龤В?/p>

1. 飛船以約11 km/s從月球返回地球大氣層時(shí)，高超音速激波會(huì)在飛船表面產(chǎn)生約2,700–3,000?°C的極端熱氣流，在這種高溫下，如果沒有保護(hù)，飛船表面會(huì)在極端高溫下燃燒蒸發(fā)殆盡，高溫氣流突入飛船導(dǎo)致結(jié)構(gòu)解體，消失在大氣層中；
2. 此時(shí)覆蓋在獵戶座飛船錐形體底部的Avcoat會(huì)在極端高溫下分解并燒蝕，釋放出大量氣體并帶走熱量；
3. 這些氣體會(huì)在高溫氣流與飛船表面形成一層保護(hù)氣膜，帶走熱量，同時(shí)自身消耗掉一部分材料，避免熱量傳導(dǎo)到飛船主體；

這種名為“Avcoat”材料的是環(huán)氧樹脂嵌入玻璃纖維網(wǎng)格的復(fù)合材料，制成小“泡沫塞”或“塊”，然后粘在航天器隔熱底板上。與航天飛機(jī)的絕熱陶瓷相比，“Avcoat”材料可以保護(hù)更高的再入速度進(jìn)入大氣層，很多朋友可能都不太明白這個(gè)道理，其原因是這樣的：

航天飛機(jī)再入速度最高也只有7.9千米/秒，TPS絕熱陶瓷還是頂用的，但獵戶座繞月或者登月返回的速度與第二宇宙速度相差無幾，并且還沒有減速入軌過程，因此進(jìn)入大氣層時(shí)就是大約11.1千米/秒左右的速度。

“Avcoat”材料就是在這種超級極端的條件下應(yīng)用，但是這種看起來設(shè)計(jì)非常完美的材料，卻在阿爾忒彌斯I任務(wù)中翻車了，NASA的科學(xué)家怎么都想不明白，這種設(shè)計(jì)指標(biāo)比第二宇宙速度返回還惡劣的材料竟然沒撐?。NASA找到那群頂級科學(xué)家花了一年多時(shí)間才搞清楚這種材料為什么會(huì)在返回的高溫中“集體淪陷”：

原因或者可以歸結(jié)為“密度過大”，燒蝕材料（Avcoat）生成的氣體沒有像設(shè)計(jì)那樣順利排出，導(dǎo)致內(nèi)部壓力積累、材料開裂和碎片脫落。

大致說法就是這材料耐高溫沒錯(cuò)，但時(shí)間持續(xù)上有點(diǎn)問題，久了內(nèi)部氣體無法及時(shí)排出導(dǎo)致“崩裂”，在獵戶座飛船隔熱盾出現(xiàn)大面積塌陷就是這個(gè)原因。原理就是和在水泥地上燒篝火，結(jié)果水泥地地下的水汽蒸發(fā)形成蒸汽無法泄壓，整個(gè)水泥地爆裂了差不多。

這問題看起來挺嚴(yán)重啊，為什么NASA最終決定不整改？

這個(gè)結(jié)論確實(shí)有點(diǎn)讓外界措手不及，因?yàn)樽屢环N明顯有問題的飛船執(zhí)行環(huán)月任務(wù)，并且還是載人環(huán)月任務(wù)，這不就是草菅人命嗎？先來看看NASA的評估理由是怎么寫的吧：

評估報(bào)告稱這一現(xiàn)象是獵戶座飛船的“Skip Entry”（雙段跳躍式再入）時(shí)軌跡過于陡峭所致，NASA認(rèn)為Artemis I的返回軌跡并不是“最優(yōu)解”，而是一個(gè)偏保守、偏驗(yàn)證性的解，還有很多優(yōu)化空間，比如將再入角降低，那就會(huì)顯著降低受熱情況，會(huì)改善燒蝕材料Avcoat的排氣狀況，因此這NASA認(rèn)為這個(gè)并不是問題，而是通過技術(shù)改善甚至消除這個(gè)問題。

第二個(gè)是兜底，假設(shè)燒蝕材料（Avcoat）依然不如人意爆裂露出的復(fù)合材料底層怎么辦？此時(shí)飛船的“骨架”將會(huì)直接受到高溫氣流的沖擊！為此NASA工程師在實(shí)驗(yàn)室里用高能熱源對著這些裸露的骨架狂轟濫炸，持續(xù)時(shí)間從10秒一直加到10分鐘。在如此極端的“裸奔”測試中，飛船的骨架依然保持了結(jié)構(gòu)完整，沒有燒穿，沒有變形。

所以這才是艾薩克曼最終敲定不更改設(shè)計(jì)，直接使用這個(gè)缺陷版材料的進(jìn)行Artemis II任務(wù)，聽上去似乎很有道理啊，畢竟NASA有著非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C過程，有充分的理由相信這次任務(wù)是安全的，但是種花家怎么看都覺得有點(diǎn)問題：

其做法和一架明知道起落架有問題、起飛后不可能用正常方式返回，必須使用機(jī)腹著陸這種迫降方式回到地面。但科學(xué)家通過理論計(jì)算后100%能保證人員安全......然后NASA就很歡樂的得出答案，沒有問題，能保證安全！

現(xiàn)代客機(jī)或者戰(zhàn)斗機(jī)在有保障的情況下實(shí)施機(jī)場跑道無起落架迫降的，90%以上的可能都能保證乘客安全，因?yàn)楝F(xiàn)代飛行器的設(shè)計(jì)允許這種極端條件下操作。但問題是作為乘客的您，是否愿意登上一架明知道無法以正常方式降落、必須通過迫降的方式落地的客機(jī)？除非是逃離火山島或者地獄門，要不然種花家絕對不選！

NASA的認(rèn)知或者局限于高超音速風(fēng)洞

大家都知道美國的高超音速導(dǎo)彈一直都沒有研發(fā)成功，目前最接近服役狀態(tài)的LRHW也僅僅只有2次試射成功的記錄，作為一個(gè)在2004年就實(shí)現(xiàn)吸氣式高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試飛的國家來說，在20多年后竟然沒有高超音速武器不可容忍，但事實(shí)就是這樣，美國是真沒有！

2024年3月，中國人民解放軍國防科技大學(xué)高超聲速技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的劉軍教授在《空氣動(dòng)力學(xué)報(bào)》/《Acta Aerodynamica Sinica》發(fā)表了一篇論文，指出美國航空航天局(NASA)開發(fā)的高超聲速氣動(dòng)軟件 Vulcan-CFD 存在理論或數(shù)值方法上的缺陷，可能導(dǎo)致在高超聲速條件下對氣體化學(xué)、溫度變化等關(guān)鍵參數(shù)的模擬不準(zhǔn)確。

其大意是美國一直以來都喜歡用計(jì)算機(jī)模擬來代替真實(shí)的風(fēng)洞數(shù)據(jù)，從亞音速到中低高超音速（5馬赫以內(nèi)）都沒啥問題，但在高超音速領(lǐng)域后會(huì)出現(xiàn)非常大的變化，因?yàn)楦唏R赫數(shù)下氣流會(huì)產(chǎn)生：

• 強(qiáng)烈激波與邊界層相互作用
• 高溫引發(fā)空氣分子離解、化學(xué)反應(yīng)
• 熱非平衡現(xiàn)象（溫度、化學(xué)濃度不一致）

用高超聲速流場模擬軟件不可能了解這點(diǎn)，因?yàn)檐浖粫?huì)根據(jù)既定的輸入給出一個(gè)近似的結(jié)果，但軟件永遠(yuǎn)無法模擬實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生極其復(fù)雜的高超音速復(fù)雜化學(xué)性質(zhì)變化。這才是美國高超音速武器屢射屢敗的原因。

這次NASA的科學(xué)家用“高能熱源”對底部復(fù)合材料框架加熱10分鐘沒問題就得出不影響的結(jié)果是一樣的。因?yàn)槟M再入返回高溫氣流的“高能熱源”基本是火箭尾流，因?yàn)镹ASA沒有能模擬25~30馬赫氣流的風(fēng)洞，這個(gè)很抱歉，中國不對美國開放啊，美國人拿錢來都換不到一次做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。

這個(gè)火箭尾流與大氣層中的氧氣、氮?dú)庖约捌渌栊詺怏w的混合氣體在25~30馬赫下激波加熱后導(dǎo)致空氣表面產(chǎn)生的分子離解、化學(xué)反應(yīng)以及與復(fù)合材料分子離解、化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果完全不一樣，兩個(gè)就是完全不同的領(lǐng)域。

無知者無畏，NASA科學(xué)家不知道這個(gè)其實(shí)有沒所謂！但是按常理判斷，這種方式也不應(yīng)該直接就判定出獵戶座飛船就能完全勝任載人繞月返回。因?yàn)镹ASA科學(xué)家的計(jì)算讓飛船越來越?jīng)]有容錯(cuò)的可能，簡單的說就是安全系數(shù)無限接近1，完全沒有給飛船以及測控留出容錯(cuò)空間。

這種情況意味著 設(shè)計(jì)是高度精準(zhǔn)、極限操作，對工程和控制精度要求非常高，理論上并不是不行，但作為載人工程絕對不允許如此操作，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)在太大了！看看中國人是怎么做的？

2025年11月5日，中國載人航天辦公室宣布神舟二十號(hào)飛船遭到空間碎片撞擊，正在推遲返回。后續(xù)公開是神舟二十的舷窗遭到了撞擊產(chǎn)生了細(xì)微裂紋。這個(gè)舷窗是兩層耐壓+一層耐熱玻璃構(gòu)成，破裂的是外層。

2025年11月14日上午，中國載人航天辦公室發(fā)布公告，神舟二十號(hào)乘組改為乘坐神舟二十一號(hào)飛船于當(dāng)天返回地面，放棄神舟二十號(hào)載人返回計(jì)劃。原來的二十一號(hào)航天員另行發(fā)射神舟二十二號(hào)飛船進(jìn)行“飛船替換”。

事實(shí)上就這點(diǎn)玻璃破損根本就不需要如此大費(fèi)周章，因?yàn)轱w船的姿態(tài)控制完全可以讓這個(gè)舷窗在返回時(shí)位于飛船軸線的上方，也就是飛船返回時(shí)受到氣流沖擊最少得那個(gè)側(cè)面，即使外層耐熱玻璃拆除都不會(huì)影響返回的安全性。

但這樣一來神舟二十號(hào)返回過程一點(diǎn)容錯(cuò)都不允許了，因?yàn)橐坏┛刂剖д`或者有誤差，就會(huì)導(dǎo)致折扇舷窗失效、破裂飛船解體.....后果極為嚴(yán)重！中國技術(shù)不好做不到精確控制嗎？答案是NO！這種情況是除非沒得選，只能這樣絕地救援是沒問題的，但在有機(jī)會(huì)可以選擇的情況下，我們不允許這種操作。因?yàn)榇藭r(shí)航天員就會(huì)命懸一線，這是對技術(shù)太自信，對生命太不尊重！

近些年來美國不斷出現(xiàn)這種走鋼絲的案例，個(gè)案變成經(jīng)典案例作為參考，這是NASA科學(xué)性進(jìn)步還是美國整體上的退步，我們是否能允許安群系數(shù)只有1.0的方案執(zhí)行？是不是必須要絕對不會(huì)一點(diǎn)偏差，或者寄希望于好運(yùn)。

當(dāng)然我們更有理由相信，美國可能只是真的被中國逼急了！因?yàn)橹袊?030年前完成載人登月對美國的壓力相當(dāng)大，而特朗普又是一個(gè)處處要贏麻了的總統(tǒng)。所以在他任內(nèi)擊敗中國對美國來說有非常特殊的意義。從另一個(gè)角度來說，阿爾忒彌斯計(jì)劃也是美國版的“獻(xiàn)禮工程”，絕對不允許錯(cuò)，更不允許拖延，那么問題來了，艾薩克曼是不是美國版的“涅杰林元帥”呢？