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阿爾忒彌斯2號,為什么?

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作 者:微瀾

來 源:正和島(ID:zhenghedao)

四位人類英雄,成功返航了!

北京時間2026年4月11日8時07分,太平洋上一朵巨大的水花濺起。

執(zhí)行美國“阿爾忒彌斯2號”載人繞月飛行任務的“獵戶座”飛船,在歷經(jīng)10天、飛行約112.7萬公里后,成功濺落在加利福尼亞州圣迭戈海岸附近的預定海域。四名宇航員——指令長里德·懷斯曼、駕駛員維克多·格洛弗、任務專家克里斯蒂娜·科赫和加拿大宇航員杰里米·漢森——平安歸來。


這是自1972年阿波羅17號任務后,人類時隔54年再次完成載人深空繞月飛行。

此后整整半個世紀,人類的活動范圍從未超出過距離地球表面400公里的近地軌道。而這一次,獵戶座飛船飛到了距地球40.7萬公里的深空,打破了阿波羅13號保持了半個多世紀的人類最遠飛行紀錄。

NASA在社交媒體上寫道:“歡迎回家,里德、維克多、克里斯蒂娜和杰里米!阿爾忒彌斯2號的宇航員們已經(jīng)濺落,結(jié)束了他們歷史性的10天繞月之旅?!?/p>

“我們剛剛完成了一次史詩級的旅程,”指令長懷斯曼在出艙后簡短地說,“這不僅是一次飛行,而是一扇門的打開。”

這一刻,半個多世紀的等待,終于有了答案。

01

一次不登月的繞月之旅,為何意義非凡?

首先,讓我們再回顧一下這10天的“旅程”。

阿爾忒彌斯2號的任務,始于佛羅里達州肯尼迪航天中心。

美東時間4月1日18時35分,98米高的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)Block1運載火箭噴射出驚天烈焰,將獵戶座飛船推入深空。40多萬名觀眾聚集在太空海岸觀看發(fā)射,見證了這一刻。


此后10天,獵戶座飛船沿著一條“8字形”自由返回軌道,完成了繞月飛掠的壯舉。這條軌道的設計精妙之處在于:即使飛船主發(fā)動機完全失效,僅憑月球引力也能自動彈回地球,這是NASA為深空載人飛行布下的最大安全冗余。

任務第6天是整個旅程的高潮。

飛船飛掠月球背面,最近距離約6513公里,最遠距地球約40.68萬公里,打破了1970年阿波羅13號保持56年的人類載人飛行最遠紀錄。四名宇航員由此成為迄今距離地球最遠的人類。


飛掠月球背面時,飛船進入了約40分鐘的通信中斷——月球遮擋了與地球之間的信號。在這段與世隔絕的時間里,宇航員們親眼目睹了人類難以窺見的月球背面景象,用肉眼觀測了地球上無法看到的日全食。

他們還拍攝到月球表面一處極具代表性的地質(zhì)結(jié)構(gòu):東方盆地。一個由巨型天體撞擊形成的隕石坑,已有超過38億年歷史。


當飛船重新與地面建立通信后,宇航員們接到了來自白宮的電話,宇航員們接到了來自白宮的電話,總統(tǒng)特朗普向他們致以問候,邀請他們訪問白宮,“今天,你們創(chuàng)造了歷史,讓整個美國都感到無比自豪,我們最近有很多值得驕傲的事情,但這件事,沒有什么能比得上你們正在做的事情?!?/strong>

任務第9天,飛船開始踏上歸途。在地面團隊的精確指揮下,獵戶座完成返回軌道修正,在距離地球約23.7萬公里處醒來,宇航員們以查理·克羅克特的《Lonesome Drifter》作為早晨背景音樂,收拾艙內(nèi)設備,復習再入程序。

事實上,整個過程,除去發(fā)射環(huán)節(jié),返航環(huán)節(jié)無疑是最令人驚心動魄的。


07:33:服務艙與乘員艙成功分離,服務艙隨后在大氣層中燒毀。圖源:NASA

在飛船平安歸來之前,很多人都對獵戶座飛船的隔熱罩捏了一把汗,NASA也承認,阿爾忒彌斯2號隔熱罩存在缺陷。

阿爾忒彌斯2號沿用了1號任務的隔熱罩設計,其核心材料是源自阿波羅時代的Avcoat。這種材料通過炭化和燒蝕來耗散巨大的熱能。然而,2022年阿爾忒彌斯1號返回后,調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)隔熱罩出現(xiàn)了意外開裂和成塊脫落。究其原因,是外層材料產(chǎn)生的氣體未能順暢排出,導致內(nèi)部壓力積聚。

為此,對于早已組裝完畢的阿爾忒彌斯2號,工程師們選擇了另一條方案:通過修改再入路徑來“以快避熱”。飛船縮短了原本如“打水漂”般的彈跳過程,以更陡的角度和更快的速度穿透大氣層,從而壓縮了暴露在極端熱應力下的時間。

最終,阿爾忒彌斯2號安全濺落,這一大膽且精確的軌道修正計劃最終被證明成功。


圖源:NASA

表面上看,阿爾忒彌斯2號只是一次“路過”。

飛船沒有進入環(huán)月軌道,沒有嘗試著陸,更沒有在月球表面留下腳印。它只是從地球出發(fā),然后掉頭回來。整個過程,就像一次深空試駕。

但正是這次“試駕”,承載了四個核心目標:

1.驗證生命支持:驗證新一代火箭飛船技術在深空環(huán)境中,是否具有長時間維持宇航員生存的能力,以此為未來幾十年深空探測打基礎;

2.有關軌道樞紐:測試飛船在月球軌道遙遠距離、強輻射環(huán)境中的導航精度,這也符合阿爾忒彌斯計劃未來建立月球門戶空間站的打算;

3.驗證深空通信鏈路:為地月聯(lián)系打基礎,方便各項試驗開展與數(shù)據(jù)回傳;

4.隔熱罩性能測試:對于以第二宇宙速度再入大氣層時熱防護系統(tǒng)的狀況進行測試,便于為后續(xù)火星登陸計劃鋪路。

除去這四個核心目標,在為期10天的繞月執(zhí)行階段,宇航員們還完成了深空醫(yī)療應急演練、輻射屏蔽實驗等多項深空生存與科研實測任務。

另外,也就在阿爾忒彌斯2號成功濺落后,NASA對后續(xù)任務架構(gòu)進行了調(diào)整,以增加測試步驟并加快月球著陸節(jié)奏。目前規(guī)劃如下:

阿爾忒彌斯3號(Artemis III)定于2027年發(fā)射,將在近地軌道上測試獵戶座飛船與 SpaceX 和/或藍色起源的商業(yè)著陸器之間的集成操作。

阿爾忒彌斯4號(Artemis IV)目標為2028年初,將成為阿爾忒彌斯計劃的首次載人月球著陸,也是自阿波羅17號以來人類首次重返月球表面。宇航員將進入月球軌道后轉(zhuǎn)入著陸器,降落至月球南極附近,進行為期約一周的表面活動和科學考察,整個任務持續(xù)約30天。

阿爾忒彌斯5號(Artemis V)計劃于2028年底發(fā)射,進行第二次載人月球著陸,并啟動月球基地的初步建設工作。此后,NASA目標實現(xiàn)每年至少一次月球表面著陸,逐步建立可持續(xù)的月球存在,為“Moon to Mars”長期目標奠定基礎。

換句話說,阿爾忒彌斯2號不是終點,而是起點。它是在為阿爾忒彌斯3號、4號的載人登月,乃至人類未來月球基地和火星任務鋪設第一塊可靠的地基。

02

為什么是現(xiàn)在?為什么是月球?

當然,可能很多人會有一個疑問:

美國在50多年前就能登月,為什么現(xiàn)在反而要“重返”?阿波羅計劃的技術都丟了嗎?


最后一位登上月球的人吉恩·塞爾南指揮官(圖源:NASA)

這背后其實藏著一個令人唏噓的現(xiàn)實:追溯阿波羅計劃,其是美蘇冷戰(zhàn)時期,兩國開展太空競賽背景下的產(chǎn)物。

也因此,阿波羅計劃本質(zhì)是作為冷戰(zhàn)時期的政治任務,其更多屬于典型的一錘子買賣。

NASA唯一的目的就是讓宇航員在月球表面打個卡,然后安全返回就可以了,成本、可持續(xù)發(fā)展等一概不考慮,所以無論是運載火箭還是登月艙的設計原則都是一切從簡,能省就省,能扔就扔,安全性能和工作效率也不像現(xiàn)在這么講究。

并且,就在阿波羅計劃結(jié)束后,美國銷毀了土星五號火箭的生產(chǎn)線,大量承包商倒閉或轉(zhuǎn)行,當年很多手工作坊式的工程經(jīng)驗沒有完整傳承下來。


土星五號火箭(圖源:NASA)

但好在阿波羅計劃留下來的很多設計理念和實踐經(jīng)驗都被繼承下來了,包括軌道匯合和登月艙分離再對接的思路,以及軌道計算、月球地形和重力場分布等等理論知識也都有留存,所以才有了如今的阿爾忒彌斯計劃。

并且,與阿波羅計劃不同的是,阿爾忒彌斯計劃追求的是可持續(xù)的、可商業(yè)化的深空探索能力。

迄今為止,阿爾忒彌斯計劃總耗資約930億美元,僅占美國聯(lián)邦政府預算的0.5%左右。并且這次,NASA聯(lián)合了SpaceX、藍色起源等商業(yè)航天公司,把載人著陸系統(tǒng)、貨運補給等環(huán)節(jié)外包給私營企業(yè)。61個國家簽署了《阿爾忒彌斯協(xié)定》,共同參與這場世紀工程。

從經(jīng)濟角度看,這次重返月球不是一次孤立的燒錢游戲,而是一場精打細算的長期投資。

而在美國的這場重返月球戰(zhàn)略的背后,還有一個更深層次的問題尤為值得關注:

那便是月球的價值正在被重新定義。

過去,月球在人類眼中更多是一個象征符號。而現(xiàn)在,月球正在被重新定義為一個資源倉庫、能源補給站和深空跳板:

首先,科學家已在月球南極發(fā)現(xiàn)大量水冰。在地球上一滴水不值錢,但在太空中,水可以電解成氫和氧,氫是火箭燃料,氧是呼吸來源。如果能在月球上建立燃料工廠,從月球表面發(fā)射深空探測器的成本將指數(shù)級下降——因為月球引力只有地球的六分之一,且沒有大氣阻力。


NASA月球基地第三階段設想圖(圖源:NASA)

其次,月球上還有儲量驚人的氦-3。這種氦同位素是理想的無輻射核聚變?nèi)剂?,地球總儲量不?.5噸,價格高達每公斤2000萬美元;而月壤中預估儲量高達110萬噸。

此外,月球風暴洋區(qū)域的克里普巖中,蘊藏著225億至450億噸稀土元素,鈦、鐵等金屬礦藏同樣極為豐富。

這就解釋了為什么61個國家簽署了《阿爾忒彌斯協(xié)定》,為什么中國也在聯(lián)合多國推進國際月球科研站計劃,為什么中美兩國都在爭分奪秒地奔向月球南極。

某種程度上來說,誰先建成月球基礎設施,誰就掌握了未來深空探索的“能源與物流定價權”。

03

美國重返月球了,中國,在干什么?

當我們關注阿爾忒彌斯2號成功返航,為人類文明實現(xiàn)星際穿越再進一步歡呼時,很多人心底肯定還藏著另一個疑問:

美國成功實現(xiàn)了重返月球的第一步,那么,中國呢,中國在干什么?

事實上,也就在太平洋的西側(cè),另一條登月時間線正以穩(wěn)健的節(jié)奏推進。

自2004年,中國探月工程“嫦娥工程正式啟動以來,分為無人月球探測、載人登月和建立月球基地三個階段。

而在過去20余年的時間里,中國的嫦娥工程已然取得了舉世矚目的成功:嫦娥四號實現(xiàn)人類航天器首次在月球背面軟著陸,嫦娥五號實現(xiàn)月球采樣返回,2024年,嫦娥六號更是從月球背面帶回1935.3克月壤——這是人類歷史上第一次從月球背面采樣返回。

2026年,中國載人登月工程更是全面提速。

瞄準2030年前實現(xiàn)中國人首次登陸月球的目標,長征十號運載火箭、夢舟載人飛船、攬月月面著陸器等主要飛行產(chǎn)品研制進展順利。長征十號已陸續(xù)完成火箭芯一級三機動力系統(tǒng)試車、YF-75E氫氧發(fā)動機高空模擬試車等大型試驗。

根據(jù)公開計劃,2026年中國還將實施2次載人飛行任務、1次貨運飛船補給任務。來自港澳地區(qū)的航天員有望最早于今年執(zhí)行空間站飛行任務,神舟二十三號飛行乘組1名航天員將開展一年期駐留試驗。

此外,2026至2030年間,嫦娥七號將飛赴月球南極,派出跳躍探測器進入永久陰影坑尋找水冰;

2028至2029年,嫦娥八號將接力驗證能不能用月壤3D打印出建筑材料;夢舟載人飛船將進行多次無人飛行驗證,為正式載人登月掃清障礙,2030年前,中國航天員將首次踏上月球表面。

正如國際頂級學術期刊《自然》(Nature)刊文所指出,中國的登月時間表看起來“幾乎準備就緒”,并認為中國有可能在美國之前重返月球表面。香港大學太空研究實驗室主任昆汀·帕克評價道:“中國在遵守時間表方面相當出色?!?/p>

并且中國更遠的藍圖是國際月球科研站——一個從科研試驗站逐步升級為可長期運行的月球基地。

中美兩國的月球路線圖截然不同:美國走的是“商業(yè)航天+國際合作”的路徑,用市場化手段分攤成本、加速迭代;中國則更多延續(xù)了系統(tǒng)工程的傳統(tǒng)優(yōu)勢,按“繞、落、回、駐”的節(jié)奏穩(wěn)步推進。

兩種路徑,同一個目的地。這或許是太空探索最好的樣子——不是冷戰(zhàn)式的對抗消耗,而是不同文明對同一片星空的接力探索。

正如在1962年,美國第35任總統(tǒng)肯尼迪發(fā)表了著名的登月演說:

“我們選擇登月,不是因為它們輕而易舉,而是因為它們困難重重?!?/strong>

因為太空就在那里,我們將要去攀登;月球和星辰就在那里,獲取新知識和和平的新希望也在那里。

60年后,這段話同樣適用。

不過人類登月的故事,從來不只有一種寫法。中國曾經(jīng)錯過大航海,但這次不會再錯過“星際穿越”。

04

結(jié)語:去向何方?

也就在阿爾忒彌斯2號飛掠月球背面時,北京天文館稻城縣噶通鎮(zhèn)天文觀測點的遠程40厘米望遠鏡,也追蹤記錄了正在宇宙中航行的獵戶座飛船。

當時飛船距離地球約30萬公里,反射的陽光仍讓地球上的望遠鏡捕捉到了它的身影。


那一刻,東西方的目光在月球背面交匯。

或許依舊有很多人無法理解我們?yōu)槭裁匆ピ虑??我們?yōu)槭裁匆ㄟ@么多錢仰望星空?

美國NASA前科學副主管厄恩斯特·施圖林格博士曾在一封著名的回信中寫道:

太空探索帶來的技術溢出效應,深刻改變了每個人的日常生活。

微波爐、脫水蔬菜、光伏電池、手機通信天線、GPS導航、嬰兒紙尿褲、氣象衛(wèi)星圖像——這些習以為常的事物,都曾是航天技術的“衍生品”。

阿波羅計劃衍生出約3000種應用技術專利,帶動了美國20世紀六七十年代的科技繁榮。今天,6G通信、人工智能、量子計算正處于爆發(fā)前夜,載人登月這類大科學工程依然是推動前沿技術突破的最強引擎。

并且比技術更重要的是,仰望星空這件事本身,定義了我們?nèi)祟愔詾槿祟悺?/strong>

在1990年,36年前,“旅行者一號”在64億公里外回望地球,拍下那張著名的“暗淡藍點”。


對此,卡爾·薩根寫道:

“你所愛的每個人,認識的每個人,聽說過的每個人,歷史上的每個人,都在它上面活過了一生。所有熱戀中的年輕人,所有的父母,滿懷希望的孩子,發(fā)明者和探索者……都發(fā)生在這顆懸浮在太陽光中的塵埃上?!?/strong>

我們?nèi)绱嗣煨?,但絕不卑微;我們何其短暫,但從不怯懦。

阿爾忒彌斯2號的成功返航,不是終點,而是起點。路還很長,但方向并不迷茫。

從月球到火星,從深空探測到月球經(jīng)濟,人類將會一直用行動回答那個最根本的問題:我們是誰,我們將去向何方。

最后,祝愿你我既能埋頭趕路,也能仰望星空。

排版| 小元

審校| 微瀾主編| 孫允廣

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