美国刚把四个宇航员送上月球轨道,十天就回来了。而我们中国的嫦娥六号,去月球背面挖点土,来回却要花上整整53天。
这时间差,是不是有点太大了?有人说,这不明摆着吗?美国技术就是牛,速度快。但事情,真不是这么简单。这十天和五十三天的区别,压根不是谁快谁慢的比赛,而是“路过”和“干活”的天壤之别。
先看看美国这趟“阿尔忒弥斯2号”任务。四个宇航员,坐着全新的“猎户座”飞船,由巨型火箭SLS发射升空。听起来很酷,对吧?但他们的路线,其实是一条精心设计的“安全通道”。
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飞船离开地球后,并不直接冲向月球刹车。它先进入一个绕地球的大椭圆轨道,然后在合适的位置轻轻一推,让自己滑向月球。最关键的一步来了:它并不打算在月球旁边停下来。
它采用的是一种叫“自由返回轨道”的路径。简单说,就是利用地球和月球的引力,让飞船像打水漂一样,从月球背后绕过去,然后自动被地球的引力拉回来。整个过程中,飞船的主发动机基本可以“躺平”,即使完全失灵,宇航员也能平安回家。
所以,那十天里,宇航员们只是完成了一次深空观光。他们抵达了距离月球表面最近大约1万公里的地方,远远看了一眼,就踏上了归途。从技术上讲,这更像是一次飞掠,而不是真正“环绕”月球。
为什么这么设计?NASA官方说法是安全第一。但另一层现实是,他们当前的火箭能力,有点力不从心。
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SLS火箭最初设计了一个更强大的上面级,叫“探索上面级”,推力足,能让飞船在月球轨道做更多动作。但这个项目预算从6.5亿美元一路涨到近30亿美元,被砍掉了。现在用的,是一个来自旧型号火箭的临时上面级,推力小了不少。
推力小,就意味着燃料宝贵,没法支撑飞船在月球轨道进行大幅度的减速机动,去实现变轨、环绕甚至着陆。选择“自由返回轨道”,是能力与安全权衡后的结果。
那我们的嫦娥六号呢?它的任务清单,可就长得多了。
它的目标不是路过,而是精准降落在月球背面那个叫南极-艾特肯盆地的地方,用机械臂和钻头采集大约2公斤的月壤和月岩,然后,把这些珍贵的样品完好无损地带回地球。
从地球到月球背面,这条路就不好走。因为月球始终有一面背对着地球,直接通信信号过不去。为此,我们提前发射了“鹊桥二号”中继星,像一座架在月球背后的信号桥。
53天,它被分解成十几个严丝合缝的步骤:发射升空,地月转移,近月制动(也就是刹车进入环月轨道),环月飞行,着陆下降,月面工作,月面起飞,月球轨道交会对接,样品转移,环月等待,月地转移,最后再入大气层返回。
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每一个环节,都需要等待最合适的时机。比如,为了在月球背面特定地点着陆,探测器要在环月轨道上调整姿势,等待那个正确的“窗口”,这个过程可能就要20多天。月面工作时间,受中继星通信时长限制,只有大约48小时,必须分秒必争。
采样完成后,上升器带着样品从月面起飞,要在月球轨道上和等待着的轨道器“牵手”对接,把样品罐转移过去。这之后,还要等待一个从月球返回地球的最佳能量窗口。
所以,这53天,是完成一系列高难度动作所必须的工时。就像你去邻居家串门,五分钟就够了;但要是去邻居家帮他装修一个厨房,那得花上好几周。
再看美国这次任务,一些细节也透露出背后的不易。“猎户座”飞船的隔热罩,是个关注点。上次无人试飞返回时,它的隔热材料烧蚀脱落的情况比预想严重。这次载人飞行,NASA对工艺做了改进,但并没有从根本上更换材料或设计。返回时,飞船将以接近每秒11公里的第二宇宙速度冲进大气层,舱外温度会高达近3000摄氏度。那个修补过的隔热大底,能不能顶住,关乎四位宇航员的生死。
还有那个被反复讨论的“厕所故障”。发射后不久,飞船上的马桶出了问题。不过任务时间短,只有十天,备用方案倒也简单:准备了很多尿袋。用坏了就换,产生的废水直接排向太空。这问题不大,却像一个小注脚,提醒着人们深空生活保障的琐碎与真实。
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至于美国下一步的登月,挑战才真正开始。把宇航员送到月球轨道是一回事,把他们安全送到月面,再接回来,是另一回事。按照现有计划,载人登月的任务“阿尔忒弥斯3号”已经推迟,取而代之的“阿尔忒弥斯4号”能否在2028年实现,很多人心里打着问号。
最大的坎儿,就是登月器。目前的主力方案是依靠SpaceX的“星舰”。但“星舰”是个庞然大物,它需要先发射一个“燃料仓库”到地球轨道,然后“星舰”本身发射上去,与仓库进行多次对接加油,加满油后才能飞往月球。这个过程复杂且充满风险。
NASA自己的审计报告都指出,以“星舰”目前的设计,其高大的身形在月球着陆时,稳定性存在隐患。他们已经开始考虑引入其他公司的着陆器作为备选。
回过头看,十天往返,是一次宣告,宣告美国重新获得了将人类送出近地轨道的能力。五十三天往返,是一次深耕,深耕于月球背面那片从未被直接触碰的土地,去回答一些更基础的科学问题。
一个像是重启一场中断了半个世纪的马拉松,刚刚跑回了赛道上。另一个,则是在一条自己选定的新路径上,进行着一次需要耐心和精密的攀登。
当猎户座飞船里的宇航员,隔着舷窗远眺那个灰白色的星球时,嫦娥六号的着陆器,可能正在月球背面的尘埃里,小心地封装着一份来自古老过去的样本。
速度从来不是太空探索的唯一维度,甚至不是最重要的那个。真正的差距,或许在于你想用这段旅程,具体去做什么。
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