为什么NASA不延续阿波罗的技术实现登月？美国重返月球背后的故事

政界、企业家和创新者常被问到这样一个熟悉的问题：如果让你重新来过，你会有什么不同的做法？如今，在美国国家航空航天局（NASA）总部，他们正在处理几乎相反的问题。你为什么不照样做呢？如果你在50年前成功地将尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林送上月球，为什么现在这么难呢？

2024年的登月期限

正如前NASA负责人吉姆·布里登斯廷苦笑着说的那样：“如果你想知道NASA为什么不干脆拿出阿波罗着陆器的设计，在2024年之前把人类送上月球，你不是唯一的那个人。”布里登斯廷的问题并不是一个抽象的问题：2024年现在是官方规定的美国登月的最后期限。

没有女性去过月球，大多数地球居民从未现场观看过载人登月任务。可以说直到现在，除了美国，没有其他国家参与过载人登月任务。自1972年以来，根本没有人去过月球。想象一下，如果在哥伦布到达美洲后，半个世纪以来没有欧洲人重复这段旅程。

在太空爱好者中，有两大阵营：一派认为NASA让宇航员重返月球是个好主意；而另一派则不这么认为。还有前总统唐纳德·特朗普，他似乎同意这两种观点（这并不奇怪）。

2017年12月，美国总统将人类登月计划重新列为NASA的优先任务 (奥巴马政府曾经取消了该计划，让NASA专注于将人类送上小行星)。2019年3月，特朗普将NASA的时间表提前了4年，至2024年。他后来在推特上写道：“在我的政府领导下，我们正在让@NASA恢复伟大，我们将重返月球，然后是火星。”

然而，几周后，这位总统似乎自相矛盾。“我们花了那么多钱，美国宇航局不应该谈论登月——我们50年前就这么做了，”他在推特上说。“他们应该专注于我们正在做的更大的事情，包括火星 (月球是其中的一部分)、国防和科学！”

“火星 (月球是其中的一部分)”这句话被广泛嘲笑，但它确实反映了太空专家的优先考虑。火星现在是让人们兴奋的地方。月球被视为第一步，而不是最后一步。

在几十年前，约翰·F·肯尼迪的命令是去月球，然后回来。而NASA今天的承诺是去月球——“留下”。它还承诺“建立在采矿、旅游和科学研究基础上的空间经济”。

企业家们想做的也不仅仅是参观月球。亚马逊的杰夫·贝索斯表示，为了节约地球资源，人类必须将重工业迁移到那里。SpaceX公司的埃隆·马斯克正在开发一种大型火箭，他说这种火箭将在2024年将人类送上火星。(在离地球最近的时候，火星距离地球的距离是月球距离地球的200倍。当然马斯克一直有错过最后期限的习惯。)

旧目标，新挑战

让宇航员重返月球对NASA来说是一项奇怪的任务：它并不完全是新任务，但与之前的也不完全相同。是的，技术——尤其是计算能力——自阿波罗计划以来取得了巨大的进步，当时工程师们是依靠计算尺进行计算。

但在某些方面，目前的挑战比上世纪60年代更为复杂。人们对人类登月任务的期望值也提高了。把人类送上月球的健康风险，尤其是辐射，也让人们意识到了这一点。此外，资助NASA的政治意愿也有所减弱，自上世纪60年代中期以来，NASA在联邦预算中的比例已从逾4%降至0.5%。

一些专家怀疑特朗普是否真的在让NASA失败。肯尼迪给NASA将近9年的时间来登月，而特朗普只给了5年。1964年，火箭天才沃纳·冯·布劳恩向美国国会表示：“有很多方法可以前往月球。”布劳恩曾为纳粹服务，后来又推动了阿波罗计划。“这是时间、成本、信心等因素的问题。”

为何是阿耳忒弥斯而不是阿波罗

我们知道，美国的下一次登月宇航员中，至少会有一个是女性，因此，美国宇航局也以希腊神话中阿波罗的孪生姐妹阿耳忒弥斯的名字为该计划命名。与1969年相比，未来这个任务又会如何呢？不知道几年后，世界是会再次庆祝人类的成就，还是为政治僵局而哀叹？

NASA前首席历史学家罗杰·劳纽斯告诉媒体：“根本问题不是什么时候，或者用什么方法。而是为什么。”

要理解为什么NASA不能简单地重拾阿波罗计划，你需要从政治开始。1961年5月，当肯尼迪宣布将人类送上月球的目标时，其主要目标是对美国能力的戏剧性陈述。六周前，苏联将第一个地球人送入太空——这是自1957年人造卫星发射以来一系列太空竞赛的最新成就。

这时，月球就变成了一个足够大的目标，NASA也并没有寻求更大的目标。NASA削减了其他项目——例如，推迟在火星生命探索探测器的计划。而且阿波罗的组件也并不是为了耐久而建造的。乔治华盛顿大学空间政策研究所前主任约翰·洛格斯登说：“它们勉强能让一名宇航员往返。”

被终止的阿波罗计划

在20世纪60年代早期到中期，美国选择探索月球的强度和速度，主要是为了击败对手苏联，象征性地恢复美国在世界上的地位。当时水星计划、双子座计划和阿波罗计划同时进行，每个计划都需要支付多名承包商和NASA员工的薪水，还有设计和制造数百枚复杂而昂贵的火箭和航天器的费用，以及后续的测试和飞行成本。

仅在阿波罗计划的整个过程中，NASA就雇佣了超过10万人，其中许多人的薪水都很高。当时NASA的年度预算高得令人震惊，但大多数美国人愿意为冷战时期的肯尼迪梦买单。无论NASA在20世纪60年代中期需要多少资金，他们就给多少。

但在美国实现其惊人目标的兴奋和自豪之后，许多美国人很快对阿波罗失去了兴趣。

有些人不理解或不关心月球探测的科学和实用优势，有些人只是喜欢“打败俄罗斯佬”。到阿波罗14号的时候，电视网络和主要报纸几乎没有报道任务。事实上，尽管从阿波罗13号发回了精彩的现场画面，但直到爆炸之前，没有一个空间站播放过这段视频。此外，反战和其他社会运动开始主导美国的集体精神。

很快，美国人表示，用于神秘太空旅行的钱应该用于对抗饥饿、种族主义、毒瘾、疾病、无家可归，以及支付把美国从越南解救出来的费用。国会和尼克松听取了他们的意见，无论对错，NASA显然是预算削减的一个来源。到1969年，也就是阿波罗11号发射的那一年，相对来说，NASA的预算被削减了。

很快，NASA发现，最好的策略是将任务间隔的时间长于计划，这将让科学家有更多时间提出有效的月球研究计划。随后的三次阿波罗任务被取消，后来，剩下的土星5号运载工具之一也被用来创建天空实验室。阿波罗20号的任务从未实现，尽管它的一些目标被纳入了16号和17号。18和19号任务也从未执行。

新的目标

1969年，第一次把人类送上月球，这是美国实力的展示。但到了2024年，就不是了。这不会使太空界满意，登月不再是登月计划。

因此，特朗普政府支持了一个广泛的议程，这将决定工程挑战。美国副总统迈克·彭斯为登月计划设定了三个目标：重返月球，在月球建立永久驻地，以及开发技术，将美国宇航员送往火星或更远的地方。

这次任务的背景也很关键：阿波罗计划是冷战竞争的产物。“这是一个根本的区别。我们不像害怕苏联那样害怕中国，”劳纽斯说。事实上，肯尼迪的本能是与苏联合作，但赫鲁晓夫拒绝了这个想法，美国决定单干。

相比之下，特朗普很少想要国际合作，但得益于国际空间站，这种做法现在已经嵌入了太空项目。自2012年以来，欧洲航天局一直负责建造一个模块，为NASA的猎户座飞船提供水、氧气和其他必需品。猎户座飞船很可能将宇航员送上月球和火星。

但欧空局项目经理菲利普·贝特表示，如果美国独自完成这项任务，到2024年将宇航员送上月球的可能性很小。

时间！时间！

肯尼迪和特朗普之间还有一个很大的不同。1961年，肯尼迪设定的最后期限是“在这个十年结束之前”。这个时间框架意味着，当任何任务发生时，他不一定是总统。最后，当美国实现登月的时候，理查德·尼克松是总统。同时，阿波罗任务也冒着苏联人率先到达的风险。1967年，是苏联革命50周年，很有可能苏联会在那个时候实现登月以纪念这个伟大的日子。

但特朗普从总统的角度思考问题，他的目标很短。2017年，他可能开玩笑地说，他希望“在我的第一个任期内，或者最坏的是在我的第二个任期内”，能有一名宇航员登上火星。他那时候认为，2024年将是他第二任期的倒数第二年。同时，他给NASA制定的时间表还将领先于中国宣布的载人登月计划。但特朗普严格的最后期限限制了创新的潜力。

“我们没有时间和资金来建造独特的、独一无二的系统，”NASA高级官员威廉·格斯登美尔说。美国宇航局最大的火箭——波音公司陷入困境的太空发射系统(SLS)——将使用一些与航天飞机相同的发动机。

航天公司的工程师布莱克·罗杰斯表示：“2024年真的很快就要到来了。所以没有太多的新技术。”因此，下一次登月任务将是一种妥协——寻求持久的技术，但这必须提供一个快速的胜利。

“捷威”空间站

从技术上讲，阿波罗号和阿尔忒弥斯号之间最大的区别在于路线。在20世纪60年代，当NASA只需要往返月球时，其工程师曾考虑直接向月球表面发射火箭。最后，他们决定发射一艘宇宙飞船进入月球轨道，三名宇航员中有两名可以从那里降落。

NASA现在拒绝了这种方法，因为它不会为未来的任务留下基础设施。它的新计划包括创建一个名为“捷威”的空间站，该空间站将永久围绕月球运行。宇航员可以在那里呆上几个月，进行科学实验和测试设备。

他们将能够降落到月球上的任何一点，而不仅仅是阿波罗探索的赤道地区。最终，这个空间站可能会成为前往火星的垫脚石。

这是一项相当大的努力。内华达山脉公司提出的“捷威”的一项设计方案，将为宇航员提供相当于2000平方英尺住宅的面积。宇航员可以在空间站驻扎1000天，体验近地轨道外的生活。从那里，他们能前往火星，同时也能在紧急情况下迅速返回地球。

但批评人士将“捷威”比喻为一次飞行中途停留，它将减慢到月球的进程，并浪费数十亿美元。巴兹·奥尔德林称其为“荒谬的”，而SpaceX的月球和火星计划则完全没有这个设计。

总的来说，NASA认为月球是火星的理想试验场的说法让很多人不相信。“因为我们专注于月球，所以去火星需要更长的时间吗？是的，绝对如此。”智囊团行星学会的首席倡导者凯西·德瑞尔说。

他说：“他们在建造阿尔忒弥斯时是会考虑到火星，还是会削减额外的利润，以降低成本，以便我们能够实现近期目标？我们马上就知道了。”

技术的进步

阿耳特弥斯所能做的就是利用多年来的技术进步。阿波罗没有使用太阳能，这次，太阳能电池板将有助于为猎户座和捷威发电，节省大量燃料。而碳复合材料的使用将使一些部件更轻。2005年，NASA的工程师重新设计了阿波罗登陆器，使飞船的质量降低了大约一吨。该机构表示，大部分差异来自“更轻的航空电子设备和电池”。

另一个变化是IT业已经变得面目全非。经常有人指出，阿波罗宇宙飞船的计算能力还不如智能手机。那时候，任何严肃的计算都必须由地面控制人员完成，这导致了电影《阿波罗13号》中的疯狂场景。

“如果我们因为某种原因失去联系，机组人员有机载处理能力让自己回家。对阿波罗来说，他们真的非常非常依赖地面。”罗布·钱伯斯说。他是洛克希德·马丁公司的人类太空飞行战略总监，该公司有设计“猎户座”的合同。“将来，你可能不用打电话给休斯顿就能解决问题。”

今天，猎户座的处理能力仍将低于500MHz——明显低于MacBook。没有触摸屏，部分原因是它们与宇航员的厚手套不兼容。尽管如此，机载的计算能力还是足够的，宇航员不太可能像阿姆斯特朗和奥尔德林那样，与预定的月球目的地差4英里。当它们返回地球时，它们不必降落在太平洋中央。相反，他们将有足够的控制权让自己在墨西哥北部的一个岛屿附近着陆。

计算使设计更加高效，并减少了昂贵的测试需求。“当我设计宇宙飞船时，我需要一个下午。这需要大约10个人一个月的时间，因为我会用电脑，而他们不会。”航空航天公司的罗杰斯说。

然而，技术并不是一切。“他们能用计算尺做的事情真是太神奇了。”洛克希德·马丁公司的钱伯斯说，“通常情况下，我们最终得出的结论是，阿波罗使用的解决方案是正确的。”

运载火箭的选择

在许多方面，阿耳忒弥斯将不会像预期的那样具有革命性。“物理原理没有改变，”太空专家说。猎户座看起来和阿波罗号很像。它将由SLS火箭发射，SLS火箭的形状、大小和升力与阿波罗任务中使用的土星5号相似。

这枚火箭仍将使用化石燃料，因此核火箭的希望也就破灭了。NASA前首席历史学家劳纽斯说：“今天的火箭技术仍然来自于1940年前后。”即使是电动汽车的先驱马斯克，也看不到电动火箭的立竿见影之路。

NASA希望这次任务的其他部分可以重复使用，尤其是登陆艇。马斯克和贝佐斯承诺的是可重复使用的火箭，而波音公司的火箭是不可重复使用的。可重复使用的火箭距离重型运载任务“还需要几十年”，而SLS可以携带比SpaceX目前最大的猎鹰重型火箭更大的载荷。

闭环回收

火星任务将需要更有效地循环利用水和氧气，更深入地了解太空对人类健康的影响，并能够使用在太空中发现的材料。

我们知道月球上有冰。理论上，冰可以被分解成氢和氧作为燃料。但我们不知道这些冰沉积物是否以一种可用的形式存在——例如，在连续的沉积物中，而不是分散在大面积的沉积物中。而另一个问题是，谁拥有这些冰？

从2024年开始，美国宇航局将探索把月球上的冰变成燃料。最终，它希望月球成为人类的“深空实验室”，宇航员可以在那里试验技术，检查地球的过去。(自20世纪70年代以来，行星科学家们开始转而认为，月球是由年轻的地球与另一颗新生行星相撞时产生的碎片形成的。)

但这不会在2024年实现。由于时间限制，最初的任务将只涉及一个缩小版的“捷威”。NASA给自己设定了在2028年之前建立“可持续任务”的期限。乔治华盛顿大学的洛格斯登说：“现在的情况有点欺骗性。”因为2024年的任务“基本上是一次性的。”

至于“月球村”——这是欧洲航天局的一个公开目标——人类首先必须学会如何在月球之夜生存。因为在两周的月夜时间里，气温会下降到零下190摄氏度。

“闭环回收”——即所有宇航员的废物都被重复利用——仍然是一个雄心壮志，而不是现实。没有可重复使用的火箭，没有闭环回收，也没有将人类留在另一个行星表面的清晰蓝图。下一次月球任务不是一个在月球或火星上建立未来殖民地的任务，而是一个与阿波罗有更多的共同点的任务。

宇航员风险容忍度

在为阿波罗11号的发射做准备时，尼尔·阿姆斯特朗认为他有10%的几率在任务中死亡，50%的几率不能在月球上行走。而那时，“人们还在争论，如果你登上月球，你会不会踏入10英尺高的灰尘中？”前美国宇航局官员斯科特·哈伯德说。

整个任务很容易出现一些致命故障：例如，如果服务舱的引擎出现故障，任务就失败了，因为没有备份。

NASA对风险的整个态度现在已经改变了。直到最近，每个系统都被构建为可以容忍任何两个故障。现在看来，这是一种生硬的做法，认为所有组件都同等重要。所以NASA反而试图限制失败的概率。根据该机构的分析，在第一次任务中失去SLS和猎户座的可能性是1 / 140。

NASA对人类健康风险的容忍度也降低了。美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷指出，在阿波罗计划中，“我们在早期的月球探索中承担了许多未知的风险”。

他在一篇博客中写道：“我们现在了解到，来自土壤的最大风险是，吸入微小、尖锐、玻璃状的灰尘颗粒会如何进入肺部，对宇航员的健康造成急性和长期的风险。阿波罗系统的设计目的是保持呼吸的空气中二氧化碳含量高达1%，但今天的人类健康专家建议为0.25%。”

阿波罗号的宇航员们很幸运，没有遭受更多的辐射。1972年，就在阿波罗16号的船员离开月球4个月后，阿波罗17号的船员到达月球4个月前，发生了一场太阳风暴。

在短时间的太空任务中，灾难性暴露的风险很低。但由于NASA现在的目标是长期存在，它需要重新思考，各公司正在部署为防弹背心和核应急人员开发的材料。

对于宇航员来说，未来的月球任务应该会在舒适度上有所提高。“猎户座”将比它的前身大三分之一，不过它也必须容纳四个人，而不是三个人。

宇航员将能够锻炼身体——阿波罗的控制系统无法应付额外的热量和水——并在猎户座和“门户”号上准备食物；后者甚至可以种植蔬菜，这项技术已经在国际空间站上试验过了，种植系统使用的是上世纪60年代才发明的led灯。而一种新的废物管理系统的使用，也让他们不必担心在零重力环境下会产生松散的粪便。

阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上待了不到22个小时，他们的任务持续了8天3小时。而下一批登月宇航员将在表面停留近一周，离开地球最多三周。他们的行动将被GoPro相机记录下来。我们希望这能让地球上的人们了解他们的成就。然而，摄像头是否能阻止类似于第一次登月的阴谋论，目前还不清楚。

阿耳忒弥斯的成本

阿波罗计划曾受到民主党政客的支持，被一位共和党总统德怀特·艾森豪威尔嘲笑为“疯子”，被另一位共和党总统理查德·尼克松取消。1989年7月，老布什承诺：“为了新世纪，回到月球，回到未来，这一次回来并留下！”2004年1月，小布什宣布了自己的太空战略，其中包括“到2020年重返月球”的目标。

最终，阿波罗和阿耳忒弥斯之间最大的区别可能是，阿波罗确实发生了，而且是如期发生的；阿尔忒弥斯面临的最大障碍是成本。经通胀调整后，阿波罗计划耗资约2000亿美元。如今，NASA的年度预算仅为200亿美元。

智库“行星学会”的德雷尔表示：“就他们将在这背后投入的实际政治优先事项而言，这真的不是一个令人鼓舞的迹象。”就连特朗普提出的增加NASA所需的200亿至300亿美元的一小部分首付，也遭到了民主党人的反对，因为这将通过削减针对低收入大学生的联邦拨款来提供资金。

政客们还需要为预算超支和延期做好准备。阿耳特弥斯最复杂的组件之一着陆系统尚未投入使用。波音公司的SLS火箭超出预算18亿美元，落后计划19个月。

依赖私营企业并不是万灵药。为了寻求创新和降低成本，NASA将公司视为合作伙伴，而不是简单的承包商。但波音和SpaceX也落后于将宇航员送往国际空间站的另一项旗舰合同的时间表。

2024年会实现吗？

总而言之，在2024年着陆的可能性“很低”。德瑞尔说：“说我们能以低廉的成本重返月球，而且速度会比阿波罗还要快——这让人难以相信……现在每个太空政策专家都有这样的挣扎。你不想只是消极地说他们做不到，但我们必须诚实地看待这个问题……美国宇航局在政治上处于非常困难的境地。”

在皮尤研究中心的一项民意调查中，只有13%的美国人表示，将宇航员送上月球应该是NASA的首要任务；44%的人说这一点都不重要，或者不应该做。公众对NASA其他项目的支持程度更高，比如监测气候和跟踪小行星。

但在阿波罗时代，公众的支持也很脆弱。该计划之所以成功，是因为白宫始终信守承诺，也因为冷战集中了人们的思想。在鼎盛时期，项目雇佣了超过40万人。

肯尼迪在1962年9月说：“我们选择在这个十年里登上月球，并做其他事情，不是因为它们容易，而是因为它们很难。”然而50多年过去了，我们有时会忽略一个事实，那就是去月球仍然很困难。