人類自1972年以來首次飛抵月球附近，這次飛行意味著什么?

撰文 | Ren

美國東部時間4月1日下午6點(diǎn)35分，搭載四名宇航員的“獵戶座”（Orion）飛船從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心39B發(fā)射臺升空，隨著阿爾忒彌斯2號（Artemis II）的發(fā)射成功，他們踏上了人類自1972年以來首次繞月飛掠的旅程。

阿爾忒彌斯2號發(fā)射瞬間 | 圖源：NASA直播

阿爾忒彌斯2號的計(jì)劃發(fā)射窗口是從美東時間4月1日下午6點(diǎn)24分開啟，沒過多久火箭便成功發(fā)射。可以說，此次發(fā)射任務(wù)的執(zhí)行過程是很順利的——除了在下午5點(diǎn)時出現(xiàn)了一個與飛行終止系統(tǒng)通信相關(guān)的硬件問題，后續(xù)被NASA工程師迅速解決了。

據(jù)NASA介紹，發(fā)射升空2分鐘后，太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）的雙固體火箭助推器完成分離。

3分鐘后，包含發(fā)射中止系統(tǒng)的整流罩與“獵戶座”飛船完成分離。

8分鐘后，SLS核心級主發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)并與“獵戶座”飛船完成分離。這標(biāo)志著阿爾忒彌斯2號任務(wù)第一階段推進(jìn)任務(wù)的完成，并過渡到臨時低溫上面級（ICPS）運(yùn)行階段。

24分鐘后，“獵戶座”飛船的太陽能電池陣列翼（SAW）完全展開，完成了阿爾忒彌斯2號任務(wù)的關(guān)鍵配置步驟。所有四個太陽能電池陣列翼均按計(jì)劃展開、鎖定到位并開始供電。

下一個主要里程碑是近地點(diǎn)提升機(jī)動 (PRM) 和遠(yuǎn)地點(diǎn)提升點(diǎn)火 (ARB)，這將抬升“獵戶座”飛船軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，進(jìn)入高橢圓地球軌道，并為飛船進(jìn)行深空作業(yè)做好準(zhǔn)備。

點(diǎn)火結(jié)束后，NASA將于美東時間晚上9點(diǎn)在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心舉行發(fā)射后新聞發(fā)布會。

阿爾忒彌斯2號的四名宇航員，從左到右分別是雷德·懷斯曼（Reid Wiseman），維克多·格洛弗（Victor Glover），克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）和杰里米·漢森（Jeremy Hansen） | 圖源：NASA

1972年12月，阿波羅17號（Apollo 17）指令長尤金·塞爾南（Eugene Cernan）離開月表，此后超過半個世紀(jì)，沒有人類再次飛出近地軌道。這次的阿爾忒彌斯2號任務(wù)志在終結(jié)這一紀(jì)錄。

雖然此次任務(wù)并不會踏足月球，但這將是1972年以來人類第一次真正抵達(dá)月球附近。飛船采用“自由返回軌道”（Free-return trajectory），借助月球引力自然折返地球，全程約10天，其中飛往月球就需要4天左右的時間。

任務(wù)進(jìn)行到第6天左右時，飛船將飛越月球背面，進(jìn)入30至50分鐘的無線電盲區(qū)，四名宇航員將在與地球完全失聯(lián)的狀態(tài)下獨(dú)立應(yīng)對任何突發(fā)情況，隨后在月球引力的驅(qū)動下自然轉(zhuǎn)向，開始返程，最終以超過30馬赫的速度再入大氣層，濺落太平洋。

必須強(qiáng)調(diào)的是，阿爾忒彌斯2號任務(wù)是繞月飛掠，只會繞月飛掠，不會進(jìn)入月球軌道。

阿爾忒彌斯2號任務(wù)圖| 圖源：NASA

一拖再拖

這枚火箭的升空此前曾歷經(jīng)曲折，頻頻跳票。它原計(jì)劃2024年底發(fā)射，此后先后推至2025年底、2026年2月，直至4月1日。

延誤主要來自于三個故障：阿爾忒彌斯1號（Artemis I）無人繞月返回后，工程師發(fā)現(xiàn)獵戶座飛船防熱盾出現(xiàn)超出理論模型的非對稱剝落，后續(xù)經(jīng)過數(shù)月的熱力學(xué)模型重構(gòu)才給出改進(jìn)方案；飛船總裝階段，生命保障系統(tǒng)（ECLSS）一個深埋于內(nèi)部的關(guān)鍵電路組件出現(xiàn)隱患，拆解排查故障直接導(dǎo)致進(jìn)度后延逾數(shù)月；2026年2月，加注測試中液氫再次泄漏（同樣的問題困擾了該計(jì)劃3年之久），甚至不得不在液氫持續(xù)泄漏的狀態(tài)下繼續(xù)測試，工程師隨后又在上面級氦氣增壓管線中發(fā)現(xiàn)堵塞，火箭被迫退回垂直裝配間檢修。

直至2026年3月中旬，NASA確認(rèn)所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)，火箭才重新轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射臺：即便如此，受限于技術(shù)，液氫泄漏在后續(xù)測試中仍然存在，只是維持在了可控范圍。

如此漫長、波折的故障排除歷程，折射出阿爾忒彌斯計(jì)劃在工程層面的結(jié)構(gòu)性難題。根據(jù)NASA監(jiān)察長辦公室的審計(jì)，2012至2025財(cái)年，阿爾忒彌斯相關(guān)項(xiàng)目累計(jì)支出約930億美元，單次發(fā)射的成本超過40億美元。

而且這些數(shù)字的背后，還有一部分是基于“庫存硬件”（heritage hardware）的系統(tǒng)：SLS火箭芯級的4臺RS-25發(fā)動機(jī)是從航天飛機(jī)項(xiàng)目沿用、改進(jìn)而來，獵戶座飛船的主發(fā)動機(jī)同樣回收自亞特蘭蒂斯號（Atlantis）。這些當(dāng)年可重復(fù)使用的硬件，如今將在一次性任務(wù)結(jié)束后直接入海銷毀。過去幾年，美國政府問責(zé)局（GAO）多次就計(jì)劃變更頻繁、管理監(jiān)督不足發(fā)出風(fēng)險警示。

值得一提的是，執(zhí)行這次任務(wù)的四名宇航員將創(chuàng)造一系列紀(jì)錄。指令長雷德·懷斯曼（Reid Wiseman）曾在國際空間站駐留165天，負(fù)責(zé)統(tǒng)領(lǐng)整體指揮；駕駛員維克多·格洛弗（Victor Glover）參與過SpaceX Crew-1任務(wù)，將成為首位進(jìn)入深空的非裔宇航員；任務(wù)專家克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）保持著女性單次太空駐留328天的紀(jì)錄，將成為首位飛離近地軌道的女性。第四位是加拿大航天局（CSA）的杰里米·漢森（Jeremy Hansen），他將成為首位進(jìn)入深空的加拿大宇航員——加拿大承諾為月球門戶（Gateway）空間站提供新一代機(jī)械臂Canadarm3，換取了這一席位，不過最新消息是NASA要取消建造該空間站。

主要任務(wù)目標(biāo)

那么，阿爾忒彌斯2號的主要任務(wù)目標(biāo)是什么呢？

NASA對此的表述清晰且有限：首次載人驗(yàn)證 SLS + Orion 組合體；驗(yàn)證深空環(huán)境下的生命保障與乘員工作；驗(yàn)證導(dǎo)航、通信、手動操控與應(yīng)急處置；驗(yàn)證高速再入返回與濺落回收鏈條；以系統(tǒng)級載人飛行為后續(xù)登月任務(wù)做安全認(rèn)證。具體而言，此次任務(wù)將驗(yàn)證獵戶座飛船在真實(shí)深空輻射環(huán)境下的維生能力；測試O2O激光通信系統(tǒng)；采集宇航員在離開地球磁層保護(hù)后的完整生理數(shù)據(jù)集。這三項(xiàng)驗(yàn)證，將直接決定后續(xù)任務(wù)的安全評估與設(shè)計(jì)參數(shù)。

阿爾忒彌斯2號任務(wù)優(yōu)先級 | 圖源：NASA

通信系統(tǒng)的升級尤其值得關(guān)注。在阿波羅載人航天時代，受限于S波段無線電的帶寬上限，地面接收的月球圖像經(jīng)過大量壓縮，清晰度極為有限。此次搭載的獵戶座光通信系統(tǒng)（O2O）將通過100毫米口徑望遠(yuǎn)鏡與加州、新墨西哥州的地面光學(xué)終端進(jìn)行紅外激光通信，下行速率達(dá)260 Mbps，可支持4K視頻的實(shí)時傳輸。

畫質(zhì)和傳輸速度的大幅提升，意味著深空任務(wù)能夠近乎實(shí)時地傳回高分辨率科學(xué)圖像和飛行器遙測數(shù)據(jù)。這將是人類建立長期深空基礎(chǔ)設(shè)施所依賴的信息基礎(chǔ)，也是未來火星任務(wù)所必需的通信管線的早期驗(yàn)證。

醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的積累同樣不可忽視。ARCHeR實(shí)驗(yàn)將通過手環(huán)持續(xù)采集四名宇航員在深空輻射環(huán)境下的睡眠質(zhì)量、認(rèn)知表現(xiàn)和社交動態(tài)等數(shù)據(jù)。人類在近地軌道積累了大量的長期駐留經(jīng)驗(yàn)，但深空輻射環(huán)境對人體的影響至今缺乏來自實(shí)際載人任務(wù)的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)。阿爾忒彌斯2號采集的數(shù)據(jù)，將直接服務(wù)于后續(xù)的深空載人任務(wù)規(guī)劃。

阿爾忒彌斯1-5號任務(wù)目標(biāo) | 圖源：NASA

從整個阿爾忒彌斯計(jì)劃的路線圖來看，這次飛行處于承上啟下的位置。阿爾忒彌斯1號驗(yàn)證了無人狀態(tài)下飛船與火箭的整體性能，阿爾忒彌斯2號是首次將人置于這套系統(tǒng)中進(jìn)行全面壓力測試，阿爾忒彌斯3號的任務(wù)已被調(diào)整為近地軌道上的商業(yè)著陸器交會對接演練，以分步驗(yàn)證未來登月所依賴的對接流程與系統(tǒng)兼容性。

美國真正的載人登月任務(wù)目前計(jì)劃最早于2028年的阿爾忒彌斯4號實(shí)現(xiàn)。這一路線圖的每一步，都在為“長期駐留月球”這一更長遠(yuǎn)的目標(biāo)積累技術(shù)儲備。

目前來看，月球南極可能是未來載人登月的首選區(qū)域，原因在于其永久陰影區(qū)可能存在水冰。水既是宇航員的基本生命資源，也是通過電解生產(chǎn)液氫液氧推進(jìn)劑的潛在原料來源，這對于建立可自給自足的月球基地至關(guān)重要。NASA基于月球勘測軌道飛行器（LRO）的數(shù)據(jù)，已為后續(xù)著陸任務(wù)劃定了9個候選區(qū)域，包括霍沃思（Haworth）和諾比爾邊緣（Nobile Rim）等，這些區(qū)域兼具水冰資源可及性與持續(xù)光照條件，是目前較理想的長期基地選址。

中美登月方案各自考量

就在阿爾忒彌斯2號發(fā)射之際，大洋彼岸的另一個登月計(jì)劃正在以自己的節(jié)奏推進(jìn)。

中國已明確“2030年前載人登月”的時間表，月球探測工程穩(wěn)步推進(jìn)，已完成多輪無人登月探測任務(wù)。最近一次是2026年2月11日完成的研制性飛行測試。在海南文昌，搭載夢舟飛船原型機(jī)的長征十號甲（CZ-10A）火箭完成了兩項(xiàng)核心驗(yàn)證：最大動壓階段的逃逸救生，飛船在氣動載荷最嚴(yán)酷的飛行階段成功分離并安全濺落，這也是中國首次完成逃逸后落海及海上回收大型試驗(yàn)。

中國為2030年登月設(shè)計(jì)的技術(shù)路線是“兩次發(fā)射、月軌交會”：兩枚火箭分別將夢舟載人飛船與攬?jiān)轮懫魉腿氲卦罗D(zhuǎn)移軌道，它們將在月球軌道完成自動交會對接，航天員轉(zhuǎn)入著陸器降月，完成任務(wù)后乘上升段返回對接，由夢舟飛船載返地球。

據(jù)新華社報道，長征十號系列運(yùn)載火箭是我國面向載人月球探測任務(wù)研制的新一代載人運(yùn)載火箭，包括長征十號和長征十號甲兩種構(gòu)型。長征十號為帶助推器的三級火箭，直徑5米，最大高度92.5米，捆綁兩個助推器，將在載人登月任務(wù)中承擔(dān)夢舟Y載人飛船和攬?jiān)轮懫靼l(fā)射任務(wù)。長征十號甲為兩級火箭，直徑5米，最大高度67米，一子級可回收并重復(fù)使用，將在空間站應(yīng)用與發(fā)展工程中承擔(dān)夢舟載人飛船和天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)。

將中、美的兩套登月方案并排比較，差異在于各自將復(fù)雜度壓縮在不同的環(huán)節(jié)。

按計(jì)劃，美國將著陸系統(tǒng)外包給SpaceX的星艦HLS（Starship HLS）和藍(lán)色起源的藍(lán)月亮（Blue Moon），并在月球軌道規(guī)劃門戶空間站作為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)。星艦HLS因自重極大，單次登月前需要在近地軌道與10至20枚補(bǔ)給飛船完成推進(jìn)劑加注，依賴微重力低溫流體在軌轉(zhuǎn)移技術(shù)的成熟以及高頻次無故障的商業(yè)發(fā)射調(diào)度。這兩項(xiàng)技術(shù)目前均處于早期驗(yàn)證階段。更大的問題在于，NASA最近宣布取消建造門戶空間站，也沒有提出新的中轉(zhuǎn)站方案，如此一來，可能會影響到美國后續(xù)的登月計(jì)劃進(jìn)程。

中國的兩次發(fā)射、月軌交會架構(gòu)省去了月軌空間站這一中間層，任務(wù)風(fēng)險主要集中在長征十號的穩(wěn)定性和月球軌道自動交會對接上——前者可以通過多次試飛積累經(jīng)驗(yàn)，后者已在嫦娥五號和嫦娥六號采樣返回任務(wù)中得到驗(yàn)證。這一路線的執(zhí)行確定性相對較高。

阿爾忒彌斯2號任務(wù)的意義，更像是在人類深空探索的道路上刻下一個重新啟動的節(jié)點(diǎn)。

人類自1972年起停止前往月球，根本原因是缺乏持續(xù)的政治意志與資源投入，而非技術(shù)能力本身。阿爾忒彌斯2號所承擔(dān)的，是在半個世紀(jì)的空白之后，重新建立人類在深空的工程經(jīng)驗(yàn)積累。

如果說阿波羅時代解決的是“能否抵達(dá)”，那么當(dāng)前階段更接近于回答“如何長期存在”。圍繞月球展開的，不再只是一次性的登陸，而是關(guān)于能源獲取、當(dāng)?shù)刭Y源利用、通信網(wǎng)絡(luò)與人類生存能力的系統(tǒng)工程。這些問題的答案，不會在一次任務(wù)中給出，只能在一次次看似重復(fù)的驗(yàn)證中逐步成形。

參考資料

[1] https://www.space.com/space-exploration/artemis/nasa-had-3-years-to-fix-fuel-leaks-on-its-artemis-moon-rocket-why-are-they-still-happening

[2] https://www.nasa.gov/artemis-ii-press-kit/

[3] https://www.nasa.gov/humans-in-space/artemis/

[4] https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronomy/moon-exploration/canada-role.asp

[5] https://www.nasa.gov/blogs/missions/2026/04/01/live-artemis-ii-launch-day-updates/

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