载人登月作为深空探索的核心命题,不仅是航天技术实力的终极检验,更折射出不同国家的工程思维与战略考量。美国作为首个实现载人登月的国家,在新一轮阿尔忒弥斯计划中试图重返月球,却深陷多重技术桎梏;而中国锚定2030年前载人登月目标,以“两发入轨+环月对接”的简洁方案实现技术超越。本文从技术难点、方案困境与路径优势三个维度,系统解析中美载人登月的技术博弈格局。
一、美国载人登月的核心技术难点:从运载到着陆的全链条桎梏
美国重返月球的技术征程,并非对阿波罗计划的简单复刻,而是面临着更复杂的任务需求与更高的安全标准。从运载火箭到月面着陆,从在轨协同到推进剂管理,多个关键环节存在难以突破的技术瓶颈,构成了载人登月的多重桎梏。
(一)重型运载火箭:可靠性与经济性的双重悖论
运载火箭是载人登月的基础保障,美国阿尔忒弥斯计划依赖的“太空发射系统”(SLS)火箭,虽定位为新一代重型运载火箭,却陷入了可靠性不足与成本高企的双重困境。SLS火箭研制耗时超过10年,耗资超百亿美元,其核心动力系统沿用航天飞机时代的发动机技术,却因适配新架构需重新整合,导致技术兼容性问题频发。2022年首次无人试飞的“阿尔忒弥斯1号”任务中,就曾出现燃料泄漏、发动机启动延迟等故障,暴露了系统集成的短板。更严峻的是,SLS火箭采用一次性发射设计,单次发射成本高达40亿美元,相当于一艘中型航空母舰的造价,这种高成本模式不仅难以支撑长期月球探索,也限制了发射频次的提升。
即便NASA计划用马斯克的星舰逐步替代SLS,星舰的重型运载能力验证仍未完成。星舰虽追求可重复使用以降低成本,但截至2025年10月,其11次试飞中仅少数几次实现部分目标,核心的再入回收、高推力引擎稳定工作等关键技术仍需持续验证。对于载人登月任务而言,运载火箭的可靠性直接关系到航天员生命安全,美国现有运载体系既未能实现技术成熟度与成本控制的平衡,也难以满足阿尔忒弥斯计划的进度要求。
(二)在轨协同与推进剂加注:高风险的复杂链路
阿尔忒弥斯计划采用“SLS/猎户座+月球门户+星舰着陆器”的复合任务架构,涉及多航天器、多轨道阶段的协同运作,而其中最核心的技术瓶颈是在轨低温推进剂加注。根据NASA规划,星舰着陆器需在地球轨道完成至少4-6次推进剂加注,部分估算甚至需接近10次,才能获得足够燃料前往月球并返回。有专家指出, 为了支持一次登月,竟然需要先发射多达40次星舰到近地轨道输送液氧和甲烷。 这种多轮加注模式面临三重致命挑战:一是低温推进剂的蒸发损耗问题,液氧、液氢等推进剂在太空环境中极易挥发,长时间在轨储存需解决高效保温与损耗补偿技术,目前尚无成熟解决方案;二是微重力环境下的推进剂管理难题,微重力导致燃料分布不均、气泡难以排出,可能引发管道堵塞或传输效率低下,影响加注可靠性;三是高精度对接要求,每次加注都需实现厘米级的对接精度,任何一次对接失误或燃料泄漏都可能导致整个任务失败。
![]()
NASA航天安全咨询委员会已将低温推进剂转移列为最高风险等级,称之为决定任务进度的“长杆”环节。截至2025年底,SpaceX尚未完成在轨推进剂转移的关键演示,这一技术瓶颈直接导致阿尔忒弥斯3号载人登月任务从最初的2024年多次推迟至2027年年中。此外,多航天器的协同控制也极具挑战,猎户座飞船与星舰着陆器在月球轨道的对接、航天员在不同航天器间的转移等环节,都需要高精度的导航与姿态控制技术,而美国现有系统的协同验证仍不充分。星舰或许现阶段可以通过不断爆炸而获取数据,但一旦载人之后,就没有任何缓冲余地了,总不可能炸若干宇航员之后再调参数吧?!
(三)月面着陆与上升:极端环境下的可靠性考验
月球表面的极端环境为着陆与上升环节带来了多重技术挑战。月球无大气遮挡,太阳辐射强烈,昼夜温差可达300℃以上,同时月面地形复杂,遍布陨石坑、陡峭坡面与永久阴影区,这些都对着陆器的设计提出了严苛要求。阿尔忒弥斯计划选用星舰改造的着陆器,目标着陆区域为月球南极的水冰富集区,但该区域的永久阴影区和陡峭坡面增加了着陆难度。星舰着陆器采用环形阵列推进器设计,试图避免主引擎喷射月尘形成“灰幕效应”——月尘颗粒极细且带电,悬浮后会遮蔽摄像头、干扰激光测距,甚至侵蚀设备硬件,但模拟测试显示,即便优化推进器角度,仍难以完全规避这一问题。
月面上升环节同样面临技术考验。上升器需在低重力、无发射台的环境下可靠点火,同时要与轨道上的猎户座飞船实现高精度对接。星舰上升段的引擎冗余设计不足,且尚未完成月面点火与上升的全工况验证,其可靠性仍存疑。相比之下,阿波罗时期的登月舱虽技术相对简单,但当时的着陆精度仅为公里级,而现代载人登月对落点精度的要求提升至100米以内,这进一步加剧了技术实现难度。
(四)生命保障与安全冗余:严苛标准下的技术平衡
与阿波罗时期“为进度容忍高风险”的策略不同,现代NASA对载人登月的安全标准近乎苛刻,这也导致生命保障系统的研发难度大幅提升。猎户座飞船作为阿尔忒弥斯计划的载人载体,其核心的环境控制与生命支持系统需支持航天员长达数周的深空飞行,包括氧气再生、废物处理、辐射防护等关键功能。但在阿尔忒弥斯1号任务后,NASA发现猎户座飞船的隔热罩存在烧蚀异常,不得不重新设计并进行冗余测试,这一问题直接导致任务推迟两年。
舱外宇航服的研发滞后同样制约着任务推进。美国目前在国际空间站使用的舱外宇航服仍是40多年前的设计,无法满足月球表面的极端环境需求。负责研发新一代宇航服的公理航天公司透露,原始设计缺乏月球任务所需的紧急生命支持系统,必须重新设计,而这一过程至少需要数年时间。安全标准的提升与技术实现能力的矛盾,使得美国载人登月的安全冗余设计陷入两难:过度冗余会增加系统复杂度与重量,简化设计则可能降低安全系数。
二、阿尔忒弥斯计划与星舰的难以克服的困境:架构缺陷与协同失灵
美国载人登月的困境不仅源于单一技术环节的瓶颈,更在于阿尔忒弥斯计划的架构设计缺陷与商业合作模式下的协同失灵。NASA试图通过整合商业力量实现成本控制与技术创新,但这种模式反而导致了标准不统一、进度不同步、风险叠加等多重问题,而星舰方案的技术激进性进一步加剧了任务的不确定性。
(一)阿尔忒弥斯计划:复杂架构下的系统性风险
阿尔忒弥斯计划的核心缺陷在于任务架构的过度复杂。该计划涉及SLS火箭、猎户座飞船、月球门户空间站、星舰着陆器等多个独立系统,分别由波音、洛克希德-马丁、SpaceX等多家商业公司主导研发,NASA仅负责统筹协调。这种分散式研发模式导致技术标准不统一、进度不同步,13个关键任务事项中至少8项严重落后于规划。例如,SLS火箭的研制进度滞后于猎户座飞船,而星舰着陆器的推进剂加注技术验证又落后于整体任务时间表,形成了“环节拖累整体”的恶性循环。
月球门户空间站的设计争议进一步凸显了架构缺陷。NASA将月球门户定位为深空探索的中转枢纽,计划用于航天员休整、设备补给与科学实验,但这一设计不仅增加了任务环节与成本,也面临着预算不足与合作伙伴承诺不明确的问题。有专家指出,月球门户并非载人登月的必要环节,反而会增加多航天器协同的复杂度,导致风险叠加。这种架构设计的根源在于美国试图兼顾政治诉求与商业利益:既想通过“重返月球”彰显航天领导力,又想借助商业公司降低成本,最终导致任务目标与技术路径的失衡。
(二)星舰方案:激进创新背后的现实桎梏
马斯克的星舰方案被NASA寄予厚望,试图凭借其可重复使用能力与大运载量优势突破技术瓶颈,但星舰的激进设计带来了诸多难以克服的现实桎梏。首先是技术成熟度不足,星舰采用的甲烷-氧气推进器、全复合材料结构、可重复使用热防护系统等核心技术,均处于持续验证阶段。截至2025年10月,星舰虽完成11次试飞,但仍未实现完整的入轨-再入-回收闭环,核心的猛禽引擎产能爬坡缓慢,难以满足阿尔忒弥斯计划的进度要求。
其次是月面适应性验证不足。星舰着陆器是在近地轨道星舰基础上改造而来,虽在设计上优化了推进器布局与着陆腿结构,但月球表面的低重力、极端温差、月尘环境等特殊条件,尚未经过全工况验证。尤其是月尘对设备的侵蚀影响,可能导致着陆器的传感器失灵、引擎故障,这一问题在阿波罗任务中就已显现,而星舰的解决方案仍停留在模拟测试阶段。此外,星舰的“试飞驱动开发”模式虽能加速技术迭代,但对于载人登月这种高风险任务而言,过度依赖试飞验证可能导致安全隐患,与NASA的严苛安全标准形成冲突。
马斯克一直宣扬的宏大叙事是移民火星! 他描绘的蓝图极具 蛊惑力 ,2028年送首批20人登陆,2030年代每两年运送数千移民,最终在火星上建起百万人口的自治城市。可载人登月都没有实现,凭什么去登陆火星移民!尽管人人都知道这是个天大的饼,资本市场却很受用,据悉SPACE X估值已高达1.5万亿美元了!
![]()
阿尔忒弥斯计划采用的公私合作(PPP)模式,本意是分摊风险、降低成本,但实际运作中却陷入了利益平衡与协同效率的困境。NASA需同时协调SpaceX、蓝色起源、波音等多家商业公司,这些公司的技术路线差异大、商业诉求不同,导致标准制定与进度协调难度极大。例如,蓝色起源曾因NASA选择SpaceX的星舰方案作为唯一着陆器供应商而提起诉讼,这一法律纠纷直接延误了任务进度。
商业公司的盈利诉求与航天任务的公益性也存在本质矛盾。SpaceX的核心目标是降低太空运输成本以推进火星殖民计划,其星舰方案的设计优先考虑近地轨道的可重复使用,而非月球任务的特殊性;波音、洛克希德-马丁等传统军工企业则更注重短期利润,导致SLS火箭等项目成本失控、进度滞后。这种商业利益与任务目标的错位,使得阿尔忒弥斯计划难以形成协同合力,反而陷入了“各自为战”的低效状态。
三、中国载人登月的简洁先进之道:架构优化与技术协同的必然结果
与美国复杂激进的技术路线不同,中国载人登月计划采用“两发长征十号+环月对接”的简洁方案,通过架构优化规避高风险环节,依托成熟技术积累实现可靠性与效率的平衡。这种简洁并非技术简化,而是基于系统工程思维的最优选择,其先进性体现在技术路径的合理性、系统集成的成熟度与全产业链的自主可控性。
(一)任务架构极简:规避高风险环节,实现风险分散
中国载人登月方案的核心优势在于架构的简洁性与合理性。该方案采用两枚长征十号重型火箭分别发射“梦舟”载人飞船与“揽月”着陆器,两者独立进入环月轨道后完成交会对接,航天员从飞船转移至着陆器实施登月,任务周期仅约10天。这种“两发入轨+环月对接”的设计,巧妙规避了美国方案中最具风险的两个环节:一是无需研发运力超百吨的超级重型火箭,长征十号地月转移轨道运载能力≥27吨,通过两发火箭分摊任务载荷,降低了单一火箭的技术难度与风险;二是避免了复杂的在轨推进剂加注,直接通过火箭发射将航天器送入目标轨道,缩短了技术链路,提升了任务可靠性。
风险分散设计是中国方案的另一大优势。两枚火箭独立发射、独立运行,若其中一枚出现故障,可通过调整发射窗口或更换火箭重新执行任务,避免了美国方案“一损俱损”的系统性风险。此外,中国方案不设置月球门户等非必要环节,直接实现地月往返的闭环任务,进一步简化了任务流程,降低了协同难度。这种简洁架构并非妥协,而是基于对载人登月核心需求的精准把握,实现了技术难度、风险水平与任务目标的最佳平衡。
(二)技术积累成熟:协同验证充分,核心能力自主可控
中国载人登月的简洁方案,建立在长期航天技术积累的基础上,核心技术均经过充分验证,成熟度远超美国同期水平。在交会对接技术方面,中国通过神舟系列飞船与天宫空间站的多次对接任务,已积累了丰富的自动/手动交会对接经验,误差可控制在厘米级,为环月轨道对接提供了坚实技术支撑。嫦娥系列任务更是完成了无人月球探测的“绕、落、回”全流程验证,嫦娥五号成功实现月面采样返回,验证了月面软着陆、月面起飞、轨道交会对接等关键技术,这些技术可直接迁移应用于载人登月任务。
![]()
核心装备的自主可控与针对性研发,进一步提升了方案的先进性。长征十号火箭已完成7机并联地面试车,验证了动力系统的可靠性,其地月转移轨道运载能力可精准匹配载人飞船与着陆器的发射需求;梦舟载人飞船具备7人运载能力,集成了自主逃逸系统与长时生命保障技术,热防护材料可耐受-180℃至3000℃的极端温差,满足深空飞行需求;揽月着陆器完成了着陆起飞综合验证试验,采用柔性铰链与智能避障系统,可自动适应月面坡度,着陆精度≤100米,优于阿波罗时期的技术水平。这些核心装备均为载人登月量身打造,实现了技术适配性与可靠性的双重保障。
(三)管理模式高效:集中统筹推进,进度与成本可控
与美国商业分散模式不同,中国载人登月计划采用国家集中统一主导的管理模式,由中国载人航天工程办公室统筹协调,形成了全国一盘棋的协同推进格局。这种模式避免了商业利益的干扰,能够制定长期稳定的发展规划,确保各环节技术标准统一、进度同步。例如,长征十号火箭、梦舟飞船、揽月着陆器的研发团队紧密协作,根据任务需求开展技术协同攻关,有效提升了系统集成效率。
全产业链的自主可控的实现,使得中国方案具备显著的成本优势与进度可控性。从火箭发动机、热防护材料到导航控制系统,核心部件均实现国产化,不受外部技术封锁与供应链限制,不仅降低了研发成本,也避免了美国方案中因供应链断裂或核心部件涨价导致的进度延误。据业内估算,中国载人登月的单次任务成本约为美国的1/5-1/3,且进度安排科学稳健,自2025年宣布2030年前实现载人登月目标后,各核心装备的研发均按计划推进,无反复调整情况。
(四)发展愿景清晰:可持续探索导向,预留未来拓展空间
中国载人登月方案的简洁性,同时兼顾了短期任务目标与长期发展愿景。与美国将登月视为“政治表演”或火星探索的过渡环节不同,中国将载人登月定位为月球长期探索的起点,方案设计预留了未来拓展空间。例如,揽月着陆器采用模块化设计,可通过升级拓展月面驻留时间,支持更长时间的科学考察;梦舟飞船兼顾近地轨道与地月往返任务,为后续月球基地建设的人员运输奠定基础。
中国的月球探索规划形成了清晰的递进脉络:嫦娥七号将实施月球南极着陆,开展资源勘察;嫦娥八号将与嫦娥七号联合构建月球科研站雏形;载人登月任务将同步推进月球资源利用与科学实验,为长期驻留做准备。这种“分步实施、循序渐进”的策略,既确保了短期载人登月目标的实现,也为可持续的月球探索奠定了基础,体现了超越“网红打卡式登月”的长远思维。
四、结语:技术路径背后的工程思维差异
中美载人登月技术路径的差异,本质上是工程思维与发展理念的差异。美国阿尔忒弥斯计划陷入困境,根源在于过度追求技术激进性与政治诉求,忽视了任务架构的合理性与技术成熟度的平衡,商业合作模式的弊端进一步加剧了系统性风险;中国则坚持“稳扎稳打、系统推进”的思路,通过简洁优化的任务架构规避高风险环节,依托成熟技术积累与高效管理模式,实现了可靠性、成本与进度的平衡。
载人登月的终极意义不在于“谁先插旗”,而在于能否建立可持续的月球探索能力。中国的简洁先进之道,不仅为2030年前实现载人登月目标提供了可靠保障,也为后续月球基地建设与深空探索奠定了基础。随着中美两国技术路径的持续推进,载人登月的竞争将从“抵达之争”转向“可持续能力之争”,而中国凭借清晰的战略规划、成熟的技术积累与高效的执行能力,正逐步在这场深空探索博弈中占据主动。未来,当中国人踏上月球之时,不仅将实现民族的千年梦想,更将开启人类可持续月球探索的新篇章。
后记:自从去年年底开启国内资本市场关于航空航天相关公司狂欢以来,里面投资人赚得盆满钵满!而已经宣告将于登陆A股的蓝箭、星河动力、星际荣耀、天兵科技、中科宇航等都受到资本强烈关注,2026年,或者有2-4家火箭企业登陆,到时将再次掀起一波火箭狂潮!
星河动力,作为中国民营火箭先锋企业,1月16日04时10分,我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥七运载火箭,搭载发射的天启星座06组卫星顺利进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。此次任务是谷神星一号运载火箭的第23次飞行。
![]()
![]()
![]()
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.