美國宇航局正在努力降低即將到來的阿爾忒彌斯登月任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)，但該機(jī)構(gòu)的方法存在“漏洞”，包括一些關(guān)鍵著陸器系統(tǒng)的計(jì)劃測試。

該機(jī)構(gòu)監(jiān)察長辦公室在今日發(fā)布的一份報(bào)告中表示。就像 50 多年前的阿波羅登月任務(wù)一樣，如果阿爾忒彌斯計(jì)劃的宇航員“在太空或月球表面遇到危及生命的緊急情況，美國宇航局沒有能力營救被困的宇航員”。

監(jiān)察長辦公室表示，雖然美國宇航局正在努力“減輕和防止”SpaceX 和藍(lán)色起源公司建造的月球著陸器相關(guān)的危險(xiǎn)，但“該機(jī)構(gòu)目前的做法存在一些不足，包括其測試姿態(tài)和乘員生存分析”，包括在發(fā)生災(zāi)難性但非致命事件后可能會(huì)發(fā)生什么。

左圖為阿波羅時(shí)代登月艙的藝術(shù)想象圖，中圖為藍(lán)色起源公司（Blue Origin）建造的登月艙，右圖為SpaceX公司（SpaceX）建造的登月艙。

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面臨問題

美國宇航局目前正全力準(zhǔn)備太空發(fā)射系統(tǒng)火箭和獵戶座載人飛船“完整性號(hào)”，計(jì)劃于4月1日左右執(zhí)行阿爾忒彌斯2號(hào)任務(wù)。此次為期九天的飛行將搭載四名宇航員繞月飛行并返回地球。

該任務(wù)原計(jì)劃于 2 月初執(zhí)行，但由于氫推進(jìn)劑泄漏而推遲，最近又由于其上級(jí)推進(jìn)劑增壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，迫使 NASA 將火箭運(yùn)回其處理機(jī)庫進(jìn)行維修。

該問題已解決，NASA計(jì)劃于周三和周四進(jìn)行飛行準(zhǔn)備情況審查。如果一切順利，SLS火箭將于3月19日或20日左右被運(yùn)回肯尼迪航天中心的39B發(fā)射臺(tái)，進(jìn)行最后的發(fā)射準(zhǔn)備工作。

與此同時(shí)，美國宇航局于2月27日宣布對阿爾忒彌斯計(jì)劃進(jìn)行重大改革。該機(jī)構(gòu)計(jì)劃明年發(fā)射一項(xiàng)新的任務(wù)—阿爾忒彌斯III—將一艘獵戶座飛船送入地球軌道，與目前正在開發(fā)的月球著陸器中的一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)行交會(huì)和檢查操作。

部分基于以往經(jīng)驗(yàn)，該機(jī)構(gòu)希望在2028年發(fā)射兩次登月任務(wù)，屆時(shí)將使用一個(gè)或兩個(gè)著陸器（如果兩個(gè)著陸器都準(zhǔn)備就緒）。這些任務(wù)之前將進(jìn)行無人登月測試飛行。

周二發(fā)布的監(jiān)察長辦公室報(bào)告是在NASA局長賈里德·艾薩克曼宣布修訂后的任務(wù)架構(gòu)之前完成的。因此，該報(bào)告主要集中在SpaceX的著陸器上，該著陸器原計(jì)劃執(zhí)行阿爾忒彌斯計(jì)劃的前兩次登月任務(wù)，之后由藍(lán)色起源公司執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。

目前，NASA計(jì)劃在需要時(shí)使用當(dāng)時(shí)準(zhǔn)備就緒的著陸器。

SpaceX的著陸器是該公司星艦的衍生型號(hào)，星艦通常作為其巨型超重型星艦火箭的第二級(jí)。

為了抵達(dá)月球，高達(dá)52米的HLS著陸器需要在近地軌道上進(jìn)行大約10到20次星艦加油飛行才能完成燃料補(bǔ)給。

監(jiān)察長辦公室表示，該公司計(jì)劃在登月任務(wù)之前發(fā)射一艘推進(jìn)劑補(bǔ)給船。該補(bǔ)給船將由一批批超重型加油船持續(xù)補(bǔ)充推進(jìn)劑，這些加油船大約每周從佛羅里達(dá)州和德克薩斯州的發(fā)射場起飛一次。

如此大規(guī)模的軌道燃料補(bǔ)給從未有人嘗試過。更復(fù)雜的是，SpaceX 將如何緩解低溫推進(jìn)劑在升溫蒸發(fā)過程中不斷造成的損失，目前尚不為人知。

總之，當(dāng)補(bǔ)給站加滿燃料后，著陸器將被發(fā)射，自主重新裝載推進(jìn)劑，然后發(fā)射到月球，進(jìn)入軌道，等待阿爾忒彌斯宇航員乘坐獵戶座飛船抵達(dá)。

藍(lán)色起源公司計(jì)劃采取類似的策略，在地球軌道上為著陸器補(bǔ)充燃料，以獲得到達(dá)月球所需的推進(jìn)劑。進(jìn)入月球軌道后，一艘加油船將再次為其燃料箱加滿，然后將宇航員送上月球表面。

監(jiān)察長辦公室指出，阿爾忒彌斯計(jì)劃宇航員在前兩次登月任務(wù)中面臨的既定人員損失閾值預(yù)計(jì)在月球作業(yè)期間約為1/40，從發(fā)射到濺落的總體損失概率約為1/30。相比之下，阿波羅計(jì)劃宇航員面臨的人員損失概率為1/10，而航天飛機(jī)宇航員的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)則高達(dá)1/70。

在任何登月任務(wù)發(fā)射之前，兩艘著陸器都將在月球軌道上進(jìn)行一系列全面的測試，以驗(yàn)證其運(yùn)行準(zhǔn)備情況。與著陸器對接后，宇航員將降落到月球表面，而獵戶座飛船則留在軌道上等待他們返回。

與阿波羅號(hào)宇航員在月球赤道附近著陸相比，在月球南極附近著陸面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

“月球南極高達(dá)20度的陡坡給導(dǎo)航和著陸帶來了挑戰(zhàn)，”監(jiān)察長辦公室表示?！拌b于星艦的高度為52米—大約相當(dāng)于一座14層高的商業(yè)建筑—著陸后其慣性可能會(huì)持續(xù)，導(dǎo)致其傾覆?！?/p>

NASA 對“傾斜容差”的要求是坡度僅為 8 度。

“藍(lán)月”著陸器高16米，也面臨著陸風(fēng)險(xiǎn)，包括著陸器傾斜角度超出安全有效執(zhí)行關(guān)鍵乘員操作的容差范圍。任何著陸器傾斜角度超出容差范圍…都可能影響艙門等設(shè)備的運(yùn)行，這些艙門是乘員進(jìn)出著陸器所用的。

相比之下，阿波羅登月艙在六次飛行中將 12 名宇航員送上月球表面，其高度只有“藍(lán)月”號(hào)的一半，高度只有 SpaceX 登月艙的七分之一。

與乘坐藍(lán)色起源著陸器、可借助舷梯到達(dá)六英尺下方表面的宇航員不同，

SpaceX著陸器上的宇航員必須乘坐外部電梯下降到火箭側(cè)面約十層樓的高度。

考慮到軌道燃料補(bǔ)給和推進(jìn)劑蒸發(fā)等挑戰(zhàn)，這或許看似一個(gè)微不足道的工程問題，但項(xiàng)目經(jīng)理認(rèn)為這是一個(gè)值得密切關(guān)注的問題。

監(jiān)察長寫道：“星艦的電梯位于乘員艙正下方，距離地面約35米。目前，如果電梯發(fā)生故障，乘員沒有其他方法可以從月球表面進(jìn)入飛船?！?/p>

NASA要求“至少具備應(yīng)對災(zāi)難性事件的單次故障容錯(cuò)能力，這意味著系統(tǒng)能夠承受一次故障而不影響設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。SpaceX致力于打造具有冗余機(jī)制的穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)電梯設(shè)計(jì)?！?/p>

“然而，HLS 項(xiàng)目將電梯視為首要風(fēng)險(xiǎn)，并積極與 SpaceX 合作，開發(fā)替代的登月方式，以防電梯在宇航員位于月球表面時(shí)發(fā)生故障或卡住?！?/p>

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