容忍风险、狂赶进度，美国为何急于实现人类50多年来首次“奔月”？

如无天气等因素干扰，当地时间4月1日下午6时24分，在佛罗里达州肯尼迪航天中心，美国国家航空航天局（NASA）的“阿耳忒弥斯2号”任务将迎来首个窗口期。

搭载新一代登月火箭“太空发射系统”（SLS）和“猎户座”飞船，4名宇航员将开启为期10天的绕月之旅。

这是继“阿波罗计划”后50多年来人类首次“奔月”，也为美国下一步载人登月行动做好关键准备，被认为看点十足，但风险点也遍布其中。

两方面意义

NASA在2019年推出“阿耳忒弥斯”登月计划，旨在建立永久月球基地、开发自然资源，并为未来登陆火星等深空探索铺设跳板。

在三年前完成“阿耳忒弥斯1号”无人绕月试飞后，“阿耳忒弥斯2号”进阶至首次载人绕月。

如果一切顺利，火箭升空后，3个半小时内，“猎户座”飞船将与火箭完全分离。

飞船将先进入地球轨道，约一天后转向月球。抵达月轨后，飞船将利用月球引力进行“U形环转式”绕月飞行。

最后在地球引力下，飞船预计于4月10日在美国西海岸外的太平洋溅落。

此次任务的主要目标是，在真实的深空环境下，全面测试“猎户座”飞船的生命支持系统、导航和通信系统以及隔热罩性能。

引人注目的是，“阿耳忒弥斯2号”创下多个“首次”。

硬件方面，这是新一代登月火箭“太空发射系统”和“猎户座”飞船首次搭档，执行载人飞行任务。

新一代登月火箭高约98米，是NASA发射过的最重型火箭，加满推进剂后重达约2500吨，能将27吨的有效载荷送往月球。

“猎户座”飞船直径最长约5米，可居住容积为8.95立方米，配备33台发动机。

此次是“猎户座”载人首秀，其可靠性将首次得到真人实测。

人员方面，4名宇航员不仅是自1972年以来首批“奔月”的地球人，还将“代表”人类首次近距离观赏“月背”，并收集、分析观测到的月背数据。

同时，一些数据有望刷新载人航天纪录。

一个是人类或将打破深空飞行纪录，与地球拉开最远距离。

1970年，“阿波罗13号”创下逾24.8万英里（约合40万公里）纪录，此次料将达到25.2万英里，突破40万公里。

另一个历史性数据是，“猎户座”返回大气层时的再入速度将达每小时4万公里。

北京航空航天大学航空专家、《航空知识》主编王亚男指出，“阿耳忒弥斯2号”任务之所以受到全球瞩目在于两方面重要意义。

其一，“阿波罗计划”终止后，仅有无人探测器进入环月轨道，这是50多年来首次将人类送入月轨的载人任务。而完成载人环月是载人登月之前的首个关键环节和风险门槛，也是实现月面软着陆的重要前提。

其二，此次启用的运载火箭、载人飞船均为全新研发的装备，并非“阿波罗时代”遗留产品，载人环月是对新装备的“实战”检验，具有较高挑战性。这一工程目标的完成度直接关系载人登月是否具备坚实基础。

三个风险点

不过，作为半个多世纪以来人类首次向月球进发，“阿耳忒弥斯2号”能否实现“完美一飞”，被认为面临一些挑战。

王亚男担心有三个风险点。

第一个是隔热罩安全隐患。

返航时，“猎户座”将以每小时4万公里的速度重返地球大气层，隔热罩需承受逾2700摄氏度、相当于太阳表面温度一半的高温。

“防热系统若不过关，在人类无力施救的情况下，飞船再入大气层时轻则受损，重则船毁人亡。”王亚男说。

在2022年“阿耳忒弥斯1号”无人绕月任务中，“猎户座”隔热罩在重返大气层时曾发生“意外”，多片隔热瓦开裂和脱落。

NASA此次选择不更换隔热罩，而是调整飞船的再入飞行轨迹以降低热负荷，被美国前宇航员痛批“疯了”。

第二个是环控系统稳定性。

飞船绕月过程中，氧气含量、二氧化碳浓度、温度、湿度等舱内指标需保持稳定，否则可能会影响宇航员的工作、生活甚至危及生存。

鉴于此前环控系统在无人绕月测试时曾出现问题，此次在有人环境下任务复杂度更高、危险性更大。

“宇航员的操作、活动会对环境产生反影响，带来更多人为可变因素。”王亚男说。

第三个是动力推进系统可靠性。

SLS火箭在此前演练中接连出现液氢泄漏、氦气供应中断等故障，以致发射一再推迟。

如果故障重演，将影响绕月飞行的稳定性，包括影响轨道控制精准度和飞船姿态。

王亚男表示，诸多技术“顽疾”尚未妥善解决，NASA却放宽对风险的容忍度，仓促上马环月任务，明显带有赶进度色彩。

在他看来，美国如此急切源于大国竞争的冷战思维，尤其是想要抢在中国之前实现载人登月。

自“阿波罗计划”以来，人类在无人探月领域取得重大成果。

尤其是中国“嫦娥”系列探测任务，实现了月球极地着陆、月壤取样返回等关键突破。

随着无人探月高度成熟，载人探月迎来重启契机，包括中美在内的多国制定了载人登月计划。

但不同于美国的操之过急，中国在执行载人探月或登月任务前会优先留足安全余量，在风险环节设置备份并制定救援方案，以充分保障人员安全。

“对航天工程来说，发生任何意外都是一次重大挫折。”王亚男说。

他还强调，人类发展航天事业的根本目的不在于“争第一”，而是要将获取的工程、技术及科研收益惠及更多民众。

前景不确定

虽然美国竞争心切，但所谓心急吃不了热豆腐。

“阿耳忒弥斯”计划自问世以来，尽管砸下天量重金，推进过程却并不顺利。

7年来，仅在2022年11月完成“阿耳忒弥斯1号”无人绕月试飞。

原定2024年进行的“阿耳忒弥斯2号”载人绕月，也因技术故障等不可抗力一延再延。

甚至整个“阿耳忒弥斯”计划都被大调整。

根据原有安排，完成载人绕月飞行任务之后，美国将于2027年执行“阿耳忒弥斯3号”载人登月任务。

如今，“3号”任务改为在近地轨道开展系统及运行能力测试。

载人登月任务将由“阿耳忒弥斯4号”“5号”在2028年和2030年实施。

为此，“阿耳忒弥斯”计划被讥为NASA史上最低效的航天项目。

王亚男认为，美国在航天工程领域的水平仍居世界前列，但是“阿耳忒弥斯”计划能否如期完成却存在不确定性。

首先，时间紧、任务重，且赶工风险高。

实现载人登月包含多个关键环节：完成载人绕月；硬件配备到位，包括重型火箭实验成功、新型月球着陆器如期交付等；将飞船、人员、物资等整套载人登月系统送上月球轨道并实现月面软着陆；在月驻留期间加注燃料；返回时在月面点火起飞，等等。

“难度远高于‘阿波罗计划’，每个关键环节都涉及必要的测试，要在2030年前完成，进度十分紧张，快马加鞭意味着极限压缩余量验证时间，牺牲的是安全性和可靠性。”

其次，国内、国际合作未必顺畅。

国内层面，“阿耳忒弥斯”任务引入私企参与研发，比如SpaceX、蓝色起源研发月球登陆器，形成NASA、传统军工和航天巨头、新生科技型企业多方并存的架构。各方主体属性、行事方式、文化背景截然不同，存在协调沟通问题。

国际层面，美国选择走国际合作路线推进“阿耳忒弥斯”计划，但当前美国与西方盟友在领土、防务等问题上矛盾丛生，双方关系波动恐将影响重大太空项目合作。

美国有意在新时代的太空赛道上抢占先机，但是能否如其所愿，全球都将成为见证者。

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原标题：《深度| 容忍风险、狂赶进度，美国为何急于实现人类50多年来首次“奔月”？》

栏目主编：杨立群 文字编辑：杨立群 题图来源：新华社

来源：作者：解放日报 廖勤