探索宇宙奧秘 · 理性思考

2026年3月6日這個(gè)日期懸在半空。四名宇航員已經(jīng)就位，但人類能否在半個(gè)世紀(jì)后再次向月球進(jìn)發(fā)，取決于一個(gè)看似低級(jí)的工程細(xì)節(jié)：燃料管線的密封圈是否還會(huì)泄漏。

NASA于2月19日重啟了太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭的第二次"濕式彩排"。這項(xiàng)測(cè)試需要將70萬(wàn)加侖超低溫液氫和液氧注入322英尺高的火箭。兩周前，正是連接發(fā)射臺(tái)與火箭的燃料接口發(fā)生液氫泄漏，迫使NASA中止了首次彩排。

超低溫燃料管理是航天工程的"阿喀琉斯之踵"。液氫溫度低至零下253攝氏度，任何微小的密封瑕疵都會(huì)導(dǎo)致燃料逃逸。此次測(cè)試中，工程師更換了雙道密封圈和一個(gè)堵塞的過(guò)濾器。但這只是權(quán)宜之計(jì)。

SLS火箭采用液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，這種組合比沖高但極難駕馭。燃料加注過(guò)程需要精確控制壓力與溫度梯度，金屬管線在極冷條件下收縮，連接處承受巨大應(yīng)力。NASA新任局長(zhǎng)賈里德·艾薩克曼坦言，多年一次的飛行頻率加劇了密封件老化問(wèn)題。

這次泄漏并非偶然。SLS火箭的核心級(jí)直接使用了航天飛機(jī)遺留的RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)，而氫燃料泄漏正是航天飛機(jī)時(shí)代的頑疾。從1981年到2011年，NASA一直在與氫脆和密封失效搏斗。

2022年11月，無(wú)人測(cè)試的阿爾忒彌斯1號(hào)任務(wù)就因同類泄漏推遲數(shù)月。歷史在重復(fù)：冷戰(zhàn)時(shí)期的工程技術(shù)遺產(chǎn)既提供了可靠的動(dòng)力，也帶來(lái)了難以根除的設(shè)計(jì)局限。SLS被稱為"航天飛機(jī)的火箭"，其燃料接口設(shè)計(jì)繼承了四十年前的結(jié)構(gòu)邏輯。

長(zhǎng)期停飛讓問(wèn)題惡化。橡膠密封件在間歇性熱循環(huán)中失去彈性，管線接口的微觀形變累積成宏觀泄漏。這解釋了為何商業(yè)航天強(qiáng)調(diào)高頻發(fā)射保持系統(tǒng)"活性"。

當(dāng)NASA為 legacy 系統(tǒng)頭疼時(shí)，中國(guó)正在構(gòu)建全新的載人登月體系。長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭同樣使用液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，但其采用模塊化設(shè)計(jì)而非直接移植舊部件。

中國(guó)空間站常態(tài)化運(yùn)營(yíng)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。天宮空間站每年多次發(fā)射補(bǔ)給，液氫燃料系統(tǒng)的密封件保持高頻使用狀態(tài)，避免了長(zhǎng)期閑置導(dǎo)致的材料疲勞。更重要的是，中國(guó)正在研制長(zhǎng)征十號(hào)新一代載人火箭。

這款專為登月設(shè)計(jì)的火箭摒棄了復(fù)雜的燃料接口繼承方案，采用更適合批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化連接技術(shù)。按照中國(guó)載人航天工程辦公室公布的時(shí)間表，中國(guó)計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月。與阿爾忒彌斯計(jì)劃的技術(shù)考古路徑不同，中國(guó)選擇了"白紙?jiān)O(shè)計(jì)"策略。

阿爾忒彌斯3號(hào)將嘗試著陸月球南極，那需要更復(fù)雜的在軌加注或更大推力的火箭。如果SLS在基礎(chǔ)燃料加注環(huán)節(jié)就需要結(jié)構(gòu)性 redesign，整個(gè)重返月球計(jì)劃的時(shí)間表可能面臨連鎖調(diào)整。

四名宇航員——包括首位飛向月球的女性和首位有色人種——正在等待。他們能否在3月啟程，取決于一個(gè)密封圈在極寒中的微觀表現(xiàn)。這提醒我們：即便擁有最宏大的太空夢(mèng)想，人類航天仍然受制于最基礎(chǔ)的工程物理。

NASA. (2026, January 29). Artemis II SLS rocket with Orion spacecraft at Launch Complex 39B Photograph. Jim Ross/NASA via AP.