當?shù)貢r間4月10日下午，執(zhí)行美國“阿耳忒彌斯2號”載人繞月飛行任務(wù)的“獵戶座”飛船，在美國加利福尼亞州圣迭戈附近海域濺落。四名宇航員——指令長里德·懷斯曼、駕駛員維克托·格洛弗、任務(wù)專家克里斯蒂娜·科赫和加拿大宇航員杰里米·漢森，全部安然無恙。

這一刻，標志著美國自1972年以來首次載人月球任務(wù)順利完成，也為人類重返月球計劃邁出了最關(guān)鍵一步。

返回地球的過程堪稱航天任務(wù)中風險最高的階段。美東時間4月10日下午7點53分，獵戶座飛船以每小時3.86萬公里的速度撞上地球大氣層“再入界面”，這一刻的高度是12萬米。

以如此高速返回地球，飛船面臨的第一個挑戰(zhàn)就是極端高溫?？諝獗粍×覊嚎s形成激波，溫度瞬間飆升至2760攝氏度，超過太陽表面局部溫度。飛船被熾熱的等離子體包裹，與地面通訊中斷約6分鐘。

“這是必須順利完成的13分鐘。”阿耳忒彌斯2號飛行總監(jiān)杰夫·拉德根在返回前的新聞發(fā)布會上如此表示。整個再入過程中，宇航員經(jīng)歷了最大3.9G的過載，但最終平穩(wěn)度過。

黑障結(jié)束后，美東時間4月10日下午8點03分，乘員艙在6700米高度彈出前向熱盾蓋，露出降落傘艙。兩具減速傘率先打開，將返回艙速度從每秒11公里驟降至每小時494公里。一分鐘后，三具主降落傘在1800米高度展開。

NASA采用了獨創(chuàng)的“收口技術(shù)”，通過火工切割器逐步剪短傘繩，控制傘衣面積，讓下降速度平穩(wěn)過渡到每小時27公里。最終于美東時間4月10日下午8點07分，返回艙以每小時32公里的速度濺落太平洋。

返回艙的隔熱罩是整個再入過程中最重要的保護層，也是最令人擔憂的技術(shù)環(huán)節(jié)。在2022年“阿耳忒彌斯1號”無人飛行測試任務(wù)中，工程師們就發(fā)現(xiàn)飛船的隔熱罩出現(xiàn)了意外損傷。

調(diào)查顯示，隔熱罩的AVCOAT材料在再入過程中產(chǎn)生了氣體無法正常排放的問題，導(dǎo)致壓力積聚，部分材料開裂并脫落。讓專業(yè)人士擔心的是，阿耳忒彌斯2號的飛船已完成建造，其隔熱罩與1號使用的幾乎完全相同。

面對這一困境，NASA選擇了折中方案：修改再入大氣層的軌跡以降低風險，而非更換隔熱罩。這一決定引發(fā)了航天界的持續(xù)討論。

前NASA宇航員、熱防護系統(tǒng)工程師查爾斯·卡馬爾達長期公開批評NASA的決策。他表示：“這件事之所以如此嚴重，是因為當隔熱罩出現(xiàn)剝落或大塊脫落時，即使飛行器沒有被完全摧毀，也已處于即將失效的臨界點，這就像在霧天站在懸崖邊上一樣?！?/p>

曾在NASA任職超過30年的熱防護材料專家丹·拉斯基指出，地面測試環(huán)境無法完全復(fù)現(xiàn)實際飛行條件。在阿耳忒彌斯1號任務(wù)前的地面測試中，加熱速率設(shè)置得比實際飛行更高，材料反而表現(xiàn)正常。而實際飛行中較低且不均勻的加熱速率導(dǎo)致了氣體堵塞問題。

獵戶座飛船的隔熱罩最厚處僅7.6厘米，卻要抵御2760攝氏度的高溫考驗。這層薄薄的保護層是如何工作的呢？

這款隔熱罩采用“燒蝕材料”工作原理。當返回艙以高速沖入大氣層時，隔熱罩表面的材料會通過自身燃燒汽化來帶走熱量。這種“犧牲自己”的方式，有效保護艙內(nèi)宇航員和設(shè)備的安全。

具體來說，獵戶座飛船的隔熱罩由美國工廠手工打造的碳基復(fù)合材料制成。與阿波羅任務(wù)相比，獵戶座的熱盾直徑更大（4.8米對比阿波羅的約4米），采用更先進的塊狀瓦片設(shè)計，總數(shù)量少于200塊，遠少于阿波羅時代的3.6萬個小蜂窩單元。

盡管材料相同，但NASA對返回軌道進行了優(yōu)化。與阿波羅任務(wù)的直接抬升式再入不同，阿耳忒彌斯2號采用了縮短跳躍再入方式，大幅降低了熱載荷與過載。

面對隔熱罩存在的隱患，NASA為宇航員準備了一套完善的安全措施。宇航員所穿的“‘獵戶座’任務(wù)組生存系統(tǒng)”宇航服，具備耐高溫、阻燃能力，其內(nèi)置接口系統(tǒng)可在緊急情況下提供氧氣，去除二氧化碳，支持長達6天生存。

在發(fā)射階段，飛船頂部配備了發(fā)射逃逸系統(tǒng)，在出現(xiàn)異常時可在毫秒內(nèi)啟動，將載人艙迅速拉離火箭主體。發(fā)射臺也配備有應(yīng)急撤離設(shè)備，確保地面突發(fā)情況下宇航員安全轉(zhuǎn)移。

繞月飛行期間，飛船內(nèi)部部署了多組輻射傳感器，結(jié)合宇航員佩戴的個體輻射監(jiān)測裝置，可實時評估艙內(nèi)輻射水平并發(fā)出警報。

NASA為此次任務(wù)構(gòu)建了一套覆蓋“發(fā)射-飛行-返回”全過程的安全保障體系。盡管隔熱罩存在隱患，但多方位的安全措施為宇航員提供了額外保護。

隨著阿耳忒彌斯2號任務(wù)成功，NASA的目光已投向未來。最新任務(wù)進度表顯示，美國計劃2027年執(zhí)行“阿耳忒彌斯3號”任務(wù)，在近地軌道開展系統(tǒng)及運行能力測試；2028年開展“阿耳忒彌斯4號”登月任務(wù)。

阿爾忒彌斯計劃近期經(jīng)歷了重大調(diào)整。原定為載人登月任務(wù)的阿爾忒彌斯3號已被“降級”，改為在近地軌道與登月著陸器進行對接測試。真正的載人登月將推遲到2028年的阿爾忒彌斯4號任務(wù)。

今年2月，NASA局長賈里德·艾薩克曼宣布了對阿爾忒彌斯登月計劃的架構(gòu)調(diào)整，旨在提升安全性、減少延誤、加快節(jié)奏。按照新計劃，阿爾忒彌斯4號將成為首次載人登月任務(wù)，讓獵戶座飛船在低地球軌道與著陸器對接。

此外，NASA還取消了SLS Block 1B升級計劃，后續(xù)任務(wù)將盡量保持接近現(xiàn)有Block 1配置，以避免大改動帶來的風險和延誤。同時，NASA計劃建立更頻繁的發(fā)射頻率，目標是達到每年一發(fā)。

這些調(diào)整反映了阿爾忒彌斯計劃面臨的技術(shù)與資金挑戰(zhàn)。隨著商業(yè)航天公司的加入，美國重返月球計劃正尋求更加可持續(xù)的發(fā)展路徑。

未來，NASA計劃2027年執(zhí)行“阿耳忒彌斯3號”任務(wù)，在近地軌道開展系統(tǒng)及運行能力測試；2028年開展“阿耳忒彌斯4號”登月任務(wù)。而由于預(yù)算和技術(shù)問題，原定的阿爾忒彌斯3號載人登月已調(diào)整為近地軌道測試任務(wù)，真正的載人登月將推遲至阿爾忒彌斯4號。

對于航天產(chǎn)業(yè)而言，獵戶座飛船的成功返回激發(fā)了深空探索的熱情。商業(yè)航天公司如SpaceX和藍色起源將更深入地參與后續(xù)計劃，帶來新的技術(shù)思路和商業(yè)模式。從阿耳忒彌斯2號任務(wù)中收集的數(shù)據(jù)，將為未來載人火星任務(wù)奠定基礎(chǔ)。