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阿尔忒弥斯计划:人类要重返月球,还要建永久定居点

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作者|冯梓洋

审核|黄坚

编辑|赵经远

1969年7月20日,美国通过阿波罗11号将三名宇航员送往月球附近,其中两位宇航员(尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林)代表人类第一次登上了月球。在此之后,美国又相继通过阿波罗计划让10名宇航员登上了月球。然而从1972年阿波罗17号宇航员吉恩·塞尔南和哈里森·施密特离开月球表面以后,五十多年来再也没有宇航员踏上月球。人类探索宇宙的足迹从38万公里以外的月球退至400公里高度的地球空间站。

留守在阿波罗11号指挥舱内的宇航员迈克尔·柯林斯拍摄的登月舱、月球和地球(图片来源于NASA)

随着2003年哥伦比亚号航天飞机解体事故的发生,迫使NASA提出一套完整的载人航天方案——也就是后来的星座计划,星座计划兼顾载人登月目标,预计最晚2020年让美国宇航员再次登上月球。但是,由于这次计划耗费资金量过大的问题,星座计划中的大部分内容都在2010年取消。尽管星座计划已经搁浅,但这并不意味着美国重返月球雄心的终结。

2017年12月11日,美国签署了《1号太空政策指令》,授权了开展以月球为中心的任务,阿尔忒弥斯计划也由此展开了序幕。2019年3月26日,美国宣布载人登月时间将提前至2024年。同年5月14日,美国国家航空航天局(NASA)宣布新的登月计划以希腊神话中的月亮女神阿尔忒弥斯命名,又于7月份公布了阿尔忒弥斯计划(Artemis program)的标志图案。

阿尔忒弥斯计划LOGO(图片来源于NASA)

阿尔忒弥斯计划旨在让人类再次踏上月球,并以月球为中转站,为登陆火星奠定基础。阿尔忒弥斯计划主要由太空发射系统(SLS)、猎户座飞船、月球门户空间站(Lunar Gateway)、人类着陆系统(HLS)——星舰(Starship)和蓝月亮(Blue moon)着陆器组成。

太空发射系统SLS(图片来源于NASA)

阿尔忒弥斯计划规模庞大,任务相当复杂,一共分为两个阶段,第一阶段的目标最初是在2024年前实现登陆月球南极,但现已被推迟到2026年;第二阶段计划在2030年之前建立月球基地。

第一阶段一共分三步,第一步由太空发射系统(SLS)的Block 1重型运载火箭搭载“猎户座”载人飞船进行无人绕月测试飞行,这就是“阿尔忒弥斯1号”任务。从2022年11月16日起飞到飞船回收一共用时25天。这次发射任务的主要目标是测试猎户座飞船的可靠性与安全性。

第二步即“阿尔忒弥斯2号”任务,也是“猎户座”飞船的首次载人飞行任务,该计划目前已推迟到2025年9月发射,4名NASA宇航员将在10天内对航天器生命维持系统进行各种测试,为接下来的“阿尔忒弥斯3号”任务做铺垫。

人类着陆系统(星舰)渲染图(图片来源于SpaceX)

第三步便是“阿尔忒弥斯3号”任务,该任务计划使用Block 1火箭将携带有4名宇航员的“猎户座”飞船运送至近月轨道,并与SpaceX的人类着陆系统HLS星舰对接,2名宇航员从“猎户座”转移到HLS进行登月和返回,2名宇航员驻守在飞船里。待登陆的2名宇航员从月球表面返回近月轨道后,4人再一起乘“猎户座”返回地球。阿尔忒弥斯3号计划是自1972年12月阿波罗17号以来美国的首次载人登月计划,目前计划在2026年9月发射。

阿尔忒弥斯3号计划任务简介(图片来源于NASA)

阿尔忒弥斯第二阶段的第一步是“阿尔忒弥斯4号”,计划通过Block 1B运载火箭将4名宇航员送到月球第一个空间站“门户”,安装“门户”的“国际居住舱(I-Hab)”,“门户”将成为月球以及未来人类火星任务的宇航员探险基地;然后搭乘HLS星舰登陆月球。此计划预计在2028年9月发射。

阿尔忒弥斯计划第二阶段的第二步,也就是阿尔忒弥斯5号,计划在2029年9月发射,同样将4名宇航员送到门户空间站,这些宇航员将由蓝色起源的蓝月亮着陆器带到月球表面。此外该任务还将在门户空间站安装欧洲航天局的加油基础设施和通信模块(ESPRIT)以及加拿大制造的机械臂系统。该任务同时交付使用的还有美国宇航局的载人月球车(LTV)。

阿尔忒弥斯的后续任务(阿尔忒弥斯6~11号)预计陆续在2030年至2035年发射,将建立人类第一个月面基地,人员至今暂未确定。

“门户”月球空间站艺术概念图(图片来源于NASA)

目前,阿尔忒弥斯1号的顺利发射极大提高了NASA对载人登月的信心,但阿尔忒弥斯2号和3号任务的延后对整体计划产生很大影响,该计划面临着许多技术方面的挑战。首先是在阿尔忒弥斯1号任务结束后,NASA发现猎户座飞船出现很大的安全隐患:在“阿尔忒弥斯 1 号”任务中,未载人的“猎户座”飞船在返回大气层过程中,隔热材料出现了大面积侵蚀,至今未找到原因;飞船生命维持系统的阀门电路和紧急逃逸系统也存在设计缺陷,这也是阿尔忒弥斯后续部分任务延后的主要原因。其次,由SpaceX研发的人类着陆系统“星舰”研制进度太慢,在2023年的两次试飞中均发生了爆炸,这直接导致了阿尔忒弥斯3号计划的延后。另外,阿尔忒弥斯3号计划的舱外宇航服还处于研制早期阶段,比计划的交付时间还要晚20个月。继阿尔忒弥斯计划推迟之后,今年初游隼一号的失败无疑加剧了舆论对NASA依赖私有企业的质疑。在未来,阿尔忒弥斯计划还会面临更多考验。


参考资料

(1)Artemis,NASA,https://www.nasa.gov/humans-in-space/artemis/

(2)Artemis program,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_program#See_also

(3)Artemis 1,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_1

(4)Artemis2,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_2

(5)Artemis3,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_3

(6)Artemis4,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_4

(7)Artemis5,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_5

(8)NASA无奈推迟重返月球,背后原因不简单,环球时报,https://world.huanqiu.com/article/4G8SU0XrrXw

(9)NASA Shares Progress Toward Early Artemis Moon Missions with Crew,NASA官,https://www.nasa.gov/news-release/nasa-shares-progress-toward-early-artemis-moon-missions-with-crew/

(10)陈泽煜,美国阿尔忒弥斯载人登月计划进展,《空间电子技术》,2022年06期


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评论
追梦人C·hui
太师级
飞天圆梦,任重而道远。仁以为己任,不亦重乎!即使在未来,阿尔忒弥斯计划还会面临更多考验,但未来可期!
2024-02-12
追梦人C·hui
太师级
探索星辰大海,寻找宇宙“定居”星神,人类探索永无止境!相信科技的发展,会让人类重返月球,找到并建立永久定居点!
2024-02-12
华科普
大学士级
人类要重返月球,还要建永久定居点一一人类探索宇宙的脚步从不停止!
2024-02-12