重返月球计划预计今日将迈出第一步

2022年3月17日，美国佛罗里达州美国宇航局肯尼迪太空中心，阿尔忒弥斯1号任务的火箭在测试期间首次离开航天器装配大楼。

撰文：MICHAEL GRESHKO

摄影：DAN WINTERS

未来几年，美国宇航局将继1972年以来再次将宇航员送上月球，其中还有即将登陆月球的首位女性宇航员。追随着阿波罗计划的脚步，这项21世纪的“阿尔忒弥斯”月球计划最早将在2025年让人类重返月球表面。

阿尔忒弥斯这一名称取自希腊月亮女神，该计划将在地月之间重复航行，使美国宇航局及其合作的航天机构可以建立地球之外的全新立足点。美国宇航局的官员还希望阿尔忒弥斯计划能作为更大太空计划的第一步，为建立常规月球驻留基地及登上火星奠定基础。

重返月球的路径十分复杂，存在诸多挑战，但同样存在许多超凡的探索机遇。以下是美国宇航局重返月球表面的计划、完成此项任务的技术需求，以及可能被遴选完成这项月球之旅的人员信息。

佛罗里达州肯尼迪太空中心航天器装配大楼里，运送阿尔忒弥斯1号的太空发射系统（SLS）火箭。在全新的系列探月任务中，这枚98米高的火箭将用于发射“猎户座”太空舱。

阿尔忒弥斯计划中会用到什么航天器？

在执行任务期间，阿尔忒弥斯的乘员将居住在猎户座号上。猎户座号是一个太空舱，可保障4名宇航员在深空中健康生活21天。与每个猎户座号太空舱伴飞的是欧洲航空局提供的欧洲服务舱（European Service Module），后者载有太阳能板、生命支持系统、燃料箱，以及进入月球轨道所需的主发动机。

运载猎户座号飞往月球的是太空发射系统（SLS），98米高的火箭，核心级燃烧的是液氢与液氧的混合物。这枚巨大火箭的第一级有4台RS-25火箭发动机，而该发动机最初是为航天飞机研发的。阿尔忒弥斯1号，要完成飞向月球并返回的未载人试飞任务，所使用的发动机都是曾执行过至少3次航天飞行任务的发动机翻新的。

每枚SLS火箭还将有两台巨大的固体燃料助推器，固定在核心级的两侧。加总起来，该火箭发射时将产生约4000吨的推力，比执行阿波罗计划的土星5型火箭的推力高15%。进入太空后，该火箭的上面级将与核心级分离，并启动自己的发动机，将猎户座号（连同欧洲服务舱）飞向月球。

猎户座号自身无法降落到月球，因此，当美国宇航局在阿尔忒弥斯3号任务期间尝试降落到月球时，猎户座号载人舱中的宇航员将转移到同在环月轨道上的改造版的SpaceX星舰航天器。SpaceX公司正在测试的星舰之后将运送航天员往返月球表面。

当猎户座号返回地球时，这个水果糖形状的舱体上的隔热罩将穿过地球大气层，然后展开降落伞，溅落在海洋中。

阿尔忒弥斯计划的第一批任务有哪些？

第一项任务名为“阿尔忒弥斯1号”，是一项未载人的试飞，最早将于8月29日发射，后备时间在9月2日和9月5日。阿尔忒弥斯1号任务将是全套航天器的首次无人试飞，包括猎户座号、欧洲服务舱和SLS火箭。此前唯一进入过太空的是猎户座号舱体，曾在2014年12月搭乘另一枚火箭进入太空进行过隔热罩测试。第一项任务将持续4-6个星期，具体时长取决于发射时间，以及猎户座号进入环月轨道并返回地球所需时间。

“我们在挑战和成就中不断学习，阿尔忒弥斯1号表明我们可以完成伟大的事业，那种可以让人们团结一心，造福人类，可以像阿波罗号那样鼓舞全世界的伟大事业。”美国宇航局局长Bill Nelson在8月3日的媒体吹风会上说，“现在是阿尔忒弥斯世代了！”

阿尔忒弥斯2号任务，将是该计划的首次载人航行，预计发射时间不会早于2024年5月。在为期10天的任务中，4名乘员将在猎户座号舱体中绕月飞行，然后返回地球。此次任务于1968年12月的阿波罗8号任务类似。

阿尔忒弥斯3号任务，将载人重返月球表面，发射时间不早于2025年。这次搭载4名宇航员的任务与阿尔忒弥斯2号相似，不过当猎户座号舱体进入绕月轨道后，它将与SpaceX公司在轨的星舰对接。之后，两名宇航员将利用星舰着陆在月球南极附近的表面。这两名宇航员将用6.5天时间探索、研究。然后，星舰将载着他们返回月球轨道，之后他们再回到猎户座号舱体并返回地球。

阿尔忒弥斯3号任务的着陆点在哪里？

阿波罗号任务都着陆在月球赤道附近，而与之不同的是，阿尔忒弥斯3号任务的着陆点在月球南极附近。美国宇航局已公布了13个候选着陆区域，每个区域均为15千米见方的方形且包含起码10个可能的着陆点。

美国宇航局正在考虑这些着陆点，因为它们的地质特征多样，此前从未探索过。每个着陆点的地形都很平坦，可供安全着陆，且每次能获得6.5天的日照，能让宇航员在月球表面停留将近一周时间。这些区域在其他时段处在阴影中，因此，阿尔忒弥斯3号任务确切的着陆点将取决于任务发射的时间。

在目标着陆点附近的永久阴影区域内，月球岩石和尘埃（风化层）含有水的化学特征。从月球的风化层中获取水冰，将使未来在月球上建立人类长期驻留基地（类似于南极科考站）变得容易许多。

然而，尘埃中的水是否丰沛，是否易于提取还不得而知。为了查明该地区的水是否可用，美国宇航局计划最早在2024年送上去一辆名为VIPER的机器月球车，收集更多关于水冰储量的数据。之后，阿尔忒弥斯3号任务的宇航员可以继续对该区域开展研究。

阿尔忒弥斯计划是如何形成的？

阿尔忒弥斯计划可以追溯到2005年时任美国总统乔治·W·布什任期内的星座（Constellation）航天计划。该计划是美国宇航局用于取代退役航天飞机的载人航天计划。

在奥巴马任期内，由于担忧面临延期及预算超支，星座计划被取消。这一举措使围绕航天飞机建立起来的航天工业和星座计划陷入泥淖。2010年，美国国会做出回应，通过法案保留了星座计划中的猎户座号载人舱，要求新型火箭要能利用现有的航天飞机和星座计划的合同，这就造就了SLS火箭。

关于猎户座号载人舱和SLS火箭的计划一直在演变，不过，我们如今所知的阿尔忒弥斯计划是在特朗普任期内组织起来的，其新的焦点在于将重返月球作为飞向火星的跳板。拜登政府基本上没有改变阿尔忒弥斯计划，只是将登月时间从2024年推迟到了2025年。

阿尔忒弥斯计划将耗资多少钱？

据美国宇航局总监察长办公室称，从2012到2025财年，阿尔忒弥斯相关的项目将耗资约930亿美元，而首次阿尔忒弥斯计划的发射预计将耗费约41亿美元。阿尔忒弥斯计划的花费已经超出了最初的估计，以至于美国宇航局的总监察长Paul Martin今年初称之为“无法持续”。

截至目前，美国国会仍致力于资助阿尔忒弥斯计划。据推广航天项目的非营利性组织Planetary Society称，用于载人航天的经费略少于美国宇航局年度预算的一半，而美国宇航局的总预算目前占美国联邦政府可自由支配开支的0.4%。

有其他国家参与吗？

虽然阿尔忒弥斯计划是美国的，但美国宇航局也邀请了其他国家共同参与。加拿大和日本参与建设未来绕月飞行的空间站“门户（Gateway）”。美国宇航局还与加拿大、日本及至少18个其他国家签订了“阿尔忒弥斯协定”，即一系列非强制性协议，确立在太空中和平合作的准则。

谁会被选定飞往月球？

阿尔忒弥斯载人飞行的乘员尚未确定，但美国宇航局官员称整个美国宇航局的宇航员团队都有资格参与阿尔忒弥斯任务。美国宇航局还宣布了一名加拿大宇航员将搭乘阿尔忒弥斯2号任务，以换取加拿大对该计划的投资。

此外，美国宇航局已承诺将在阿尔忒弥斯3号任务中将首名女性送上月球，并称将会把首名有色人种送到月球上，其可能搭载阿尔忒弥斯3号或之后的任务。

为什么我们要把人送上月球？

美国宇航局及其他航天机构都更新了其月球任务目标，因为月球在行星探索行动中可以作为科研成果丰硕且相对较近的目的地。正如阿波罗号任务带回的样本所揭示的那样，月球的土壤和陨击坑就像是一座图书馆，编年记录着太阳系45亿年的历史。

作为地球的天然卫星，月球还可作为飞往太阳系其他地方的训练场。尽管月球和火星有许多不同点，但人类在月球上获得的经验，比如搭建庇护所、在深空中飞行以及从冰中提取水，都可以帮助人们最终探索火星。

人类太空航行的倡导者们还认为探索地外空间的挑战有更大的益处。阿尔忒弥斯计划和国际空间站等这类大型技术项目，为多国和平合作提供了机遇。为阿尔忒弥斯计划制造软硬件也为大批高技能人才提供就业机会。对一些人而言，阿尔忒弥斯计划重返月球的目标也能激励年轻人学习科学技术。

对美国圣母大学月球科学家Clive Neal而言，阿尔忒弥斯计划是否成功取决于它所产生的技术效益。他指出，阿波罗计划的制导计算机促进初创的硅芯片产业腾飞。他说：“最终目的应该是让这个星球上的生活更美好。”

阿尔忒弥斯3号任务之后会有什么？

阿尔忒弥斯计划的未来最终取决于美国国会和人民的意愿。目前，美国宇航局计划向月球表面执行重复性任务。用于阿尔忒弥斯4号任务的SLS火箭和猎户座号载人舱的组件已经在生产当中。

阿尔忒弥斯计划基础设施的其他部分也已在顺利进行中。美国宇航局与加拿大和日本航天机构合作，正在建设绕月的“门户”空间站。该空间站将为未来飞往月球表面提供一个集结地。门户空间站的组件已经在生产中，首批两个舱体最早将于2024年发射。阿尔忒弥斯4号任务（不早于2026年）预计可结束门户空间站的在轨组建工作。

美国宇航局已经拓展了思路，构想在月球上开展其他活动，比如“月网LunaNet”通讯网络、月面栖息地及一辆大型增压月球车。但人类在月球上的进一步居住的愿景都取决于阿尔忒弥斯计划的首次发生成功，而这次发射将考验全世界目前最先进的登月火箭和航天器的性能。

（译者：mike-gao）