太空探索为什么不再登陆月球（38万公里太空征程）

“总有一天她会归来，这个世界将成为她的家园——而非地球。她终于找到自己的梦想，却仍未向他人透露只字片语。接下来，她还得经历多年苦读，但她终将加入探寻繁星秘密的行列。”——阿瑟·克拉克（Arthur Clarke）《月球假期》

自1972年12月19日“阿波罗17号”结束任务返回地球后，迄今为止还未有宇航员再踏足月球土壤。时隔50年，人类将再向38万公里开外的月球发起载人登月任务。

11月16日下午2点47分 ，随着NASA新一代登月火箭太空发射系统（SLS）载着猎户座飞船点火升空，阿尔忒弥斯1号任务终于正式发射，开始为期4到6周的月球往返之旅。人类实现重返月球，进入倒计时阶段。

图源：NASA

三“人”一“羊”首发探月

阿尔忒弥斯1号任务虽然是一次不载人飞行，但在“猎户座”太空舱中，有三位特殊乘客：祖哈尔（Zohar）和赫尔加（Helga）以及指挥官坎波斯（Moonikin Campos）。

Zohar（祖哈尔）和赫尔加（Helga）是一对被命名为“幻影”的人体模型，它们由以色列航天局和德国航空航天中心合作研发，其灵感来自医学研究工具，他们模仿了人类的骨骼、软组织和部分成年女性的内部器官，能够有针对性地进行试验和数据采集。

图源：NASA

长期以来，研究人员一直在收集有关在太空中性别差异如何影响人类健康的数据。然而，到目前为止，关于女性身体在太空极端环境中的研究还十分有限。自上世纪 60 年代至今，来自世界各地的 600 多人遨游了太空，其中只有不到 100 人是女性。

2020 年，一名女性宇航员在国际空间站上出现了深静脉血栓，这引发了一项调查，即使用激素避孕药控制月经周期是否会增加女性在太空飞行期间血栓的风险。（这个问题仍然悬而未决。）在某些方面，女性在太空中表现出了特别的“适应力”。例如，在失重状态下，男性的视力似乎比女性的视力更容易受到视神经周围肿胀的影响。但根据另一项统计，女性在返回地球后经历了更严重的直立不耐受。

除了短期生理和身体的变化外，研究人员寄希望于人体模型身上的还主要集中在暴露于宇宙辐射中。祖哈尔身着一件防辐射背心，并配置有能够绘制全身辐射暴露水平的传感器，用于帮助人类进一步了解宇宙辐射如何影响女性的身体和生理。这也是为了保护未来参与“阿尔忒弥斯”任务的女性宇航员——首位（第一批）登上月球的女性。

图源：NASA

如今，关于辐射研究所获得的大多数数据都来自对啮齿动物的实验室研究，以及对原子弹爆炸和核泄露事故幸存者的观察。研究表明，女性幸存者的致癌率高于男性幸存者，这是因为女性比男性更容易受到辐射副作用的影响。不久前，美国航空航天局提高了宇宙辐射可接受水平的标准，将所有宇航员的辐射剂量进行了更严格的限制。

第三位乘客是坐在指令长座位上的坎波斯（Moonikin Campos），他的名字来自NASA的一名电气工程师阿图罗·坎波斯(Arturo Campos)，坎波斯曾帮助阿波罗13号安全返航。飞船的座椅和宇航服等上面都布满了传感器，用来检测任务中的震动、加速度和辐射，帮助NASA了解如何在接下来的任务中更好地保护宇航员。

图源：NASA

除了假人宇航员外，本次任务还搭载了小羊肖恩和象征着安全飞行的史努比，作为零重力指示器。

如何重返月球

美国重返月球计划代号“阿尔忒弥斯”，取自希腊神话中月亮女神的名字，与当年“阿波罗”计划选择太阳神名字遥相呼应。阿尔忒弥斯计划由一系列发射任务组成，其目标是让人类重返月球表面，建立长期的月面基地，并实现未来的载人火星登陆。

作为重返月球计划的第一步，“阿尔忒弥斯1号”（Artemis I）任务是一次无人试验。这将是NASA对猎户座飞船（Orion）、太空发射系统(SLS)火箭、肯尼迪航天中心的地面系统的第一次综合测试。猎户座飞船将于12月返回地球。任务顺带部署10颗立方星，沿途研究月球，或前往其他深空目的地。

图源：NASA

“阿尔忒弥斯2号”（Artemis II）任务是“阿尔忒弥斯”计划的首次载人飞行，2024年将送宇航员绕月飞行。“阿尔忒弥斯3号”（Artemis III）任务将于2025年再次载人前往月球，依靠人类着陆系统登陆月球，这一次将创造女性在月表行走的历史，并建立起一个名为“门户”（Gateway）的月球轨道空间站，为长期、可持续的月球任务存在铺平道路，同时为未来宇航员的火星任务提供跳板。

为执行这个庞大的重返月球计划，NASA研制了全新一代的火箭系统与飞行器。其中，太空发射系统（SLS）作为主力运载火箭，高约98米，是自土星五号以来运载能力最强大的火箭。SLS专为深空任务设计，整合了航天飞机的主要部件，并运用新的工具和制造技术进行了硬件升级，足以和阿波罗计划的“土星五号”相媲美，将人货运送到月球甚至更远的地方。

而阿尔忒弥斯号的主力载人航天器则为猎户座载人飞船，由乘员舱、服务舱、发射逃逸系统等组成。其中，乘员舱可以在不与其他航天器对接的情况下，为4名宇航员提供长达21天的生活空间。乘员舱下面是欧洲航天局（ESA）提供的欧洲服务舱，主要由空客公司制造，服务舱将为航天器提供电力、推进、热控制、空气和水。

在每次任务结束后，乘员舱将是唯一返回地球的部分。不过，在前几次飞行任务中，一些高价值的机组组件都将会被重复使用，NASA也计划在之后任务中复用更多组件以降低成本。

图源：SpaceX

当地时间2015年12月21日晚，特斯拉公司创始人埃隆·马斯克创办的太空探索技术公司（以下简称SpaceX）发射的“猎鹰9”火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功实现第一节火箭软着陆，从而开创了火箭从太空直接垂直回收的历史。在SpaceX的发射中心，数百人通过大屏幕观看了这一历史性画面，并且兴奋地欢呼。作为全球领先的商业太空企业，SpaceX的这一成功使得人类未来向其他星球实现商业移民迈出了重要一步，并且未来人类有望在此基础上研制出可重复使用的火箭。

伊隆·马斯克（Elon Musk）曾经表示，“如果火箭可以像飞机一样重复使用，那么进入太空的成本可以降低百倍。”

火箭发射是一个高耗资行为，因此可重复使用火箭已经被认为是航天发射领域的未来方向之一。目前全世界绝大部分的火箭都是不能回收使用的，火箭上面的多台发动机、操控系统，连同火箭的箱体和部分燃料等都只能在发射任务完成之后报废，这造成了极大的浪费。火箭发射活动中燃料所占的费用是极小的份额，通常不超10%，火箭的箭体费用则占到了90%以上。因此,马斯克曾经表示，“如果火箭可以像飞机一样重复使用，那么进入太空的成本可以降低百倍。”

此前马斯克作客 Reddit 的 iAmA 频道时透露，制造猎鹰 9 号火箭的成本是 6000 万美元，而火箭燃料的成本为 20 万美元。如果火箭可重复发射，那么就和固定资产的投资一样，只需要支付维护成本，补充燃料就可以继续执行任务。

但是各国航天机构为了保证发射任务的成功率和安全性，大都不敢挑战火箭的重复发射利用，马斯克勇敢地挑战了火箭的回收和重复使用工作，并且取得了成功，SpaceX也由此获得了无与伦比的商业竞争力。2016年，”可回收火箭“入选《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”。

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