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阿尔忒弥斯2号为什么?

发布时间:2026-04-15 05:11:44| 浏览次数:

  

阿尔忒弥斯2号为什么?(图1)

  执行美国“阿尔忒弥斯2号”载人绕月飞行任务的“猎户座”飞船,在历经10天、飞行约112.7万公里后,成功溅落在加利福尼亚州圣迭戈海岸附近的预定海域。四名宇航员——指令长里德·怀斯曼、驾驶员维克多·格洛弗、任务专家克里斯蒂娜·科赫和加拿大宇航员杰里米·汉森——平安归来。

  这是自1972年阿波罗17号任务后,人类时隔54年再次完成载人深空绕月飞行。

  此后整整半个世纪,人类的活动范围从未超出过距离地球表面400公里的近地轨道。而这一次,猎户座飞船飞到了距地球40.7万公里的深空,打破了阿波罗13号保持了半个多世纪的人类最远飞行纪录。

  NASA在社交媒体上写道:“欢迎回家,里德、维克多、克里斯蒂娜和杰里米!阿尔忒弥斯2号的宇航员们已经溅落,结束了他们历史性的10天绕月之旅。”

  “我们刚刚完成了一次史诗级的旅程,”指令长怀斯曼在出舱后简短地说,“这不仅是一次飞行,而是一扇门的打开。”

  美东时间4月1日18时35分,98米高的太空发射系统(SLS)Block1运载火箭喷射出惊天烈焰,将猎户座飞船推入深空。40多万名观众聚集在太空海岸观看发射,见证了这一刻。

  此后10天,猎户座飞船沿着一条“8字形”自由返回轨道,完成了绕月飞掠的壮举。这条轨道的设计精妙之处在于:即使飞船主发动机完全失效,仅凭月球引力也能自动弹回地球,这是NASA为深空载人飞行布下的最大安全冗余。

  飞船飞掠月球背面,最近距离约6513公里,最远距地球约40.68万公里,打破了1970年阿波罗13号保持56年的人类载人飞行最远纪录。四名宇航员由此成为迄今距离地球最远的人类。

  飞掠月球背面时,飞船进入了约40分钟的通信中断——月球遮挡了与地球之间的信号。在这段与世隔绝的时间里,宇航员们亲眼目睹了人类难以窥见的月球背面景象,用肉眼观测了地球上无法看到的日全食。

  他们还拍摄到月球表面一处极具代表性的地质结构:东方盆地。一个由巨型天体撞击形成的陨石坑,已有超过38亿年历史。

  当飞船重新与地面建立通信后,宇航员们接到了来自白宫的电话,宇航员们接到了来自白宫的电话,总统特朗普向他们致以问候,邀请他们访问白宫,“今天,你们创造了历史,让整个美国都感到无比自豪,我们最近有很多值得骄傲的事情,但这件事,没有什么能比得上你们正在做的事情。”

  任务第9天,飞船开始踏上归途。在地面团队的精确指挥下,猎户座完成返回轨道修正,在距离地球约23.7万公里处醒来,宇航员们以查理·克罗克特的《Lonesome Drifter》作为早晨背景音乐,收拾舱内设备,复习再入程序。

  07:33:服务舱与乘员舱成功分离,服务舱随后在大气层中烧毁。图源:NASA

  在飞船平安归来之前,很多人都对猎户座飞船的隔热罩捏了一把汗,NASA也承认,阿尔忒弥斯2号隔热罩存在缺陷。

  阿尔忒弥斯2号沿用了1号任务的隔热罩设计,其核心材料是源自阿波罗时代的Avcoat。这种材料通过炭化和烧蚀来耗散巨大的热能。然而,2022年阿尔忒弥斯1号返回后,调查人员发现隔热罩出现了意外开裂和成块脱落。究其原因,是外层材料产生的气体未能顺畅排出,导致内部压力积聚。

  为此,对于早已组装完毕的阿尔忒弥斯2号,工程师们选择了另一条方案:通过修改再入路径来“以快避热”。飞船缩短了原本如“打水漂”般的弹跳过程,以更陡的角度和更快的速度穿透大气层,从而压缩了暴露在极端热应力下的时间。

  最终,阿尔忒弥斯2号安全溅落,这一大胆且精确的轨道修正计划最终被证明成功。

  飞船没有进入环月轨道,没有尝试着陆,更没有在月球表面留下脚印。它只是从地球出发,然后掉头回来。整个过程,就像一次深空试驾。

  1.验证生命支持:验证新一代火箭飞船技术在深空环境中,是否具有长时间维持宇航员生存的能力,以此为未来几十年深空探测打基础;

  2.有关轨道枢纽:测试飞船在月球轨道遥远距离、强辐射环境中的导航精度,这也符合阿尔忒弥斯计划未来建立月球门户空间站的打算;

  4.隔热罩性能测试:对于以第二宇宙速度再入大气层时热防护系统的状况进行测试,便于为后续火星登陆计划铺路。

  除去这四个核心目标,在为期10天的绕月执行阶段,宇航员们还完成了深空医疗应急演练、辐射屏蔽实验等多项深空生存与科研实测任务。

  另外,也就在阿尔忒弥斯2号成功溅落后,NASA对后续任务架构进行了调整,以增加测试步骤并加快月球着陆节奏。目前规划如下:

  阿尔忒弥斯3号(Artemis III)定于2027年发射,将在近地轨道上测试猎户座飞船与 SpaceX 和/或蓝色起源的商业着陆器之间的集成操作。

  阿尔忒弥斯4号(Artemis IV)目标为2028年初,将成为阿尔忒弥斯计划的首次载人月球着陆,也是自阿波罗17号以来人类首次重返月球表面。宇航员将进入月球轨道后转入着陆器,降落至月球南极附近,进行为期约一周的表面活动和科学考察,整个任务持续约30天。

  阿尔忒弥斯5号(Artemis V)计划于2028年底发射,进行第二次载人月球着陆,并启动月球基地的初步建设工作。此后,NASA目标实现每年至少一次月球表面着陆,逐步建立可持续的月球存在,为“Moon to Mars”长期目标奠定基础。

  换句线号不是终点,而是起点。它是在为阿尔忒弥斯3号、4号的载人登月,乃至人类未来月球基地和火星任务铺设第一块可靠的地基。

  美国在50多年前就能登月,为什么现在反而要“重返”?阿波罗计划的技术都丢了吗?

  这背后其实藏着一个令人唏嘘的现实:追溯阿波罗计划,其是美苏冷战时期,两国开展太空竞赛背景下的产物。

  也因此,阿波罗计划本质是作为冷战时期的政治任务,其更多属于典型的一锤子买卖。

  NASA唯一的目的就是让宇航员在月球表面打个卡,然后安全返回就可以了,成本、可持续发展等一概不考虑,所以无论是运载火箭还是登月舱的设计原则都是一切从简,能省就省,能扔就扔,安全性能和工作效率也不像现在这么讲究。

  并且,就在阿波罗计划结束后,美国销毁了土星五号火箭的生产线,大量承包商倒闭或转行,当年很多手工作坊式的工程经验没有完整传承下来。

  但好在阿波罗计划留下来的很多设计理念和实践经验都被继承下来了,包括轨道汇合和登月舱分离再对接的思路,以及轨道计算、月球地形和重力场分布等等理论知识也都有留存,所以才有了如今的阿尔忒弥斯计划。

  并且,与阿波罗计划不同的是,阿尔忒弥斯计划追求的是可持续的、可商业化的深空探索能力。

  迄今为止,阿尔忒弥斯计划总耗资约930亿美元,仅占美国联邦政府预算的0.5%左右。并且这次,NASA联合了SpaceX、蓝色起源等商业航天公司,把载人着陆系统、货运补给等环节外包给私营企业。61个国家签署了《阿尔忒弥斯协定》,共同参与这场世纪工程。

  从经济角度看,这次重返月球不是一次孤立的烧钱游戏,而是一场精打细算的长期投资。

  过去,月球在人类眼中更多是一个象征符号。而现在,月球正在被重新定义为一个资源仓库、能源补给站和深空跳板:

  首先,科学家已在月球南极发现大量水冰。在地球上一滴水不值钱,但在太空中,水可以电解成氢和氧,氢是火箭燃料,氧是呼吸来源。如果能在月球上建立燃料工厂,从月球表面发射深空探测器的成本将指数级下降——因为月球引力只有地球的六分之一,且没有大气阻力。

  其次,月球上还有储量惊人的氦-3。这种氦同位素是理想的无辐射核聚变燃料,地球总储量不足0.5吨,价格高达每公斤2000万美元;而月壤中预估储量高达110万吨。

  此外,月球风暴洋区域的克里普岩中,蕴藏着225亿至450亿吨稀土元素,钛、铁等金属矿藏同样极为丰富。

  这就解释了为什么61个国家签署了《阿尔忒弥斯协定》,为什么中国也在联合多国推进国际月球科研站计划,为什么中美两国都在争分夺秒地奔向月球南极。

  某种程度上来说,谁先建成月球基础设施,谁就掌握了未来深空探索的“能源与物流定价权”。

  当我们关注阿尔忒弥斯2号成功返航,为人类文明实现星际穿越再进一步欢呼时,很多人心底肯定还藏着另一个疑问:

  自2004年,中国探月工程“嫦娥工程正式启动以来,分为无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个阶段。

  而在过去20余年的时间里,中国的嫦娥工程已然取得了举世瞩目的成功:嫦娥四号实现人类航天器首次在月球背面软着陆,嫦娥五号实现月球采样返回,2024年,嫦娥六号更是从月球背面带回1935.3克月壤——这是人类历史上第一次从月球背面采样返回。

  瞄准2030年前实现中国人首次登陆月球的目标,长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器等主要飞行产品研制进展顺利。长征十号已陆续完成火箭芯一级三机动力系统试车、YF-75E氢氧发动机高空模拟试车等大型试验。

  根据公开计划,2026年中国还将实施2次载人飞行任务、1次货运飞船补给任务。来自港澳地区的航天员有望最早于今年执行空间站飞行任务,神舟二十三号飞行乘组1名航天员将开展一年期驻留试验。

  此外,2026至2030年间,嫦娥七号将飞赴月球南极,派出跳跃探测器进入永久阴影坑寻找水冰;

  2028至2029年,嫦娥八号将接力验证能不能用月壤3D打印出建筑材料;梦舟载人飞船将进行多次无人飞行验证,为正式载人登月扫清障碍,2030年前,中国航天员将首次踏上月球表面。

  正如国际顶级学术期刊《自然》(Nature)刊文所指出,中国的登月时间表看起来“几乎准备就绪”,并认为中国有可能在美国之前重返月球表面。香港大学太空研究实验室主任昆汀·帕克评价道:“中国在遵守时间表方面相当出色。”

  并且中国更远的蓝图是国际月球科研站——一个从科研试验站逐步升级为可长期运行的月球基地。

  中美两国的月球路线图截然不同:美国走的是“商业航天+国际合作”的路径,用市场化手段分摊成本、加速迭代;中国则更多延续了系统工程的传统优势,按“绕、落、回、驻”的节奏稳步推进。

  两种路径,同一个目的地。这或许是太空探索最好的样子——不是冷战式的对抗消耗,而是不同文明对同一片星空的接力探索。

  因为太空就在那里,我们将要去攀登;月球和星辰就在那里,获取新知识和和平的新希望也在那里。

  不过人类登月的故事,从来不只有一种写法。中国曾经错过大航海,但这次不会再错过“星际穿越”。

  也就在阿尔忒弥斯2号飞掠月球背面时,北京天文馆稻城县噶通镇天文观测点的远程40厘米望远镜,也追踪记录了正在宇宙中航行的猎户座飞船。

  当时飞船距离地球约30万公里,反射的阳光仍让地球上的望远镜捕捉到了它的身影。

  或许依旧有很多人无法理解我们为什么要去月球?我们为什么要花这么多钱仰望星空?

  美国NASA前科学副主管厄恩斯特·施图林格博士曾在一封著名的回信中写道:

  微波炉、脱水蔬菜、光伏电池、手机通信天线、GPS导航、婴儿纸尿裤、气象卫星图像——这些习以为常的事物,都曾是航天技术的“衍生品”。

  阿波罗计划衍生出约3000种应用技术专利,带动了美国20世纪六七十年代的科技繁荣。今天,6G通信、人工智能、量子计算正处于爆发前夜,载人登月这类大科学工程依然是推动前沿技术突破的最强引擎。

  在1990年,36年前,“旅行者一号”在64亿公里外回望地球,拍下那张著名的“暗淡蓝点”。

  “你所爱的每个人,认识的每个人,听说过的每个人,历史上的每个人,都在它上面活过了一生。所有热恋中的年轻人,所有的父母,满怀希望的孩子,发明者和探索者……都发生在这颗悬浮在太阳光中的尘埃上。”

  阿尔忒弥斯2号的成功返航,不是终点,而是起点。路还很长,但方向并不迷茫。

  从月球到火星,从深空探测到月球经济,人类将会一直用行动回答那个最根本的问题:我们是谁,我们将去向何方。

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