美國(guó)登月計(jì)劃為何屢屢推遲？

王瑭琳

如今美國(guó)的航天配套技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相對(duì)衰弱，且沒有從徹底上解決火箭發(fā)射的技術(shù)問(wèn)題。

2022年10月4日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）發(fā)布消息表示，在登月計(jì)劃籌備工作框架內(nèi)，擬在該國(guó)亞利桑那州進(jìn)行為期兩周的實(shí)驗(yàn)，為未來(lái)“阿爾忒彌斯”的任務(wù)做準(zhǔn)備。

“阿爾忒彌斯”是美國(guó)政府2019年宣布的新登月計(jì)劃，但至今尚未成功實(shí)施。

2022年9月26日深夜，由于颶風(fēng)“伊恩”導(dǎo)致佛羅里達(dá)州的潛在“災(zāi)難性”，美國(guó)宇航局將登月火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”從位于佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的發(fā)射臺(tái)撤下，運(yùn)回總裝大樓。

這是“太空發(fā)射系統(tǒng)”第三次錯(cuò)失發(fā)射機(jī)會(huì)。此前已經(jīng)因發(fā)動(dòng)機(jī)故障和燃料泄漏的技術(shù)原因，分別于8月29日和9月3日推遲發(fā)射。

“發(fā)射計(jì)劃屢次推遲，直接原因是技術(shù)問(wèn)題，往深層次看是資金支持問(wèn)題。而最根本的原因，則是美國(guó)對(duì)于重返月球的需求不是特別迫切。”軍事專家張學(xué)峰向記者分析，由于載人登月耗費(fèi)巨大，短期內(nèi)難有回報(bào)，美國(guó)國(guó)會(huì)為其撥款時(shí)，也要斟酌再三。

按照NASA計(jì)劃，人類或?qū)⒃?025年實(shí)現(xiàn)“阿爾忒彌斯3號(hào)”重返月球任務(wù)，但受訪專家們提醒，實(shí)際時(shí)間可能會(huì)推遲。

美國(guó)登月計(jì)劃能否成功，成為一大懸念。

一波三折

2022年8—9月，搭載“獵戶座”飛船的“太空發(fā)射系統(tǒng)”，一直豎立在肯尼迪航天中心39B發(fā)射臺(tái)。

美聯(lián)社9月13日?qǐng)?bào)道稱，早在8月17日，SLS火箭、“獵戶座”飛船和10個(gè)微小衛(wèi)星載荷組合體，被運(yùn)到了發(fā)射架。在液氫液氧推進(jìn)劑加注過(guò)程中，低溫推進(jìn)劑需要進(jìn)入4臺(tái)RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)，以在發(fā)射前冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。但第3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了難以短時(shí)解決的問(wèn)題，不得不推遲。

在更早的3月18日，SLS火箭就抵達(dá)發(fā)射架，進(jìn)行總裝后的測(cè)試和全箭推進(jìn)劑加注的“濕彩排”。整個(gè)4月份，火箭和發(fā)射架先后出現(xiàn)大型排風(fēng)扇、地面排氣閥、液氫泄漏等一系列問(wèn)題，被迫于4月26日重新推回總裝車間。直到6月份，才完成了“濕彩排”。

SLS并非顛覆性的新型火箭技術(shù)，而是持續(xù)40年的成熟項(xiàng)目航天飛機(jī)的“火箭版”，以此前取消的“戰(zhàn)神”系列火箭為研發(fā)基礎(chǔ)，前后持續(xù)10余年開發(fā)。

“阿爾忒彌斯使用了很多成熟的技術(shù)?！睆垖W(xué)峰認(rèn)為，SLS火箭使用了航天飛機(jī)的助推器技術(shù)，芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)RS-25采用航天飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。“這些技術(shù)經(jīng)受了航天飛機(jī)100多次發(fā)射任務(wù)，應(yīng)該說(shuō)是比較成熟的設(shè)計(jì)，甚至是古老的設(shè)計(jì)?！?/p>

實(shí)際上，該計(jì)劃最初是想實(shí)現(xiàn)在2024年前將美國(guó)宇航員再次送上月球。由于預(yù)算不足等原因，美國(guó)航天局2021年11月宣布，宇航員重返月球可能比原計(jì)劃推遲一年，最早于2025年登月。

“太空發(fā)射系統(tǒng)”是美國(guó)航天局新一代大推力運(yùn)載火箭?！鞍栠瘡浰埂庇?jì)劃主要由6個(gè)主要部分組成，以火箭為主，“獵戶座”載人飛船、地面探索系統(tǒng)、載人登月系統(tǒng)為輔，最終完成“門戶”月面太空站以及阿爾忒彌斯基地。

按照美國(guó)新登月計(jì)劃，在宇航員重返月球之前，首先由“太空發(fā)射系統(tǒng)”搭載“獵戶座”飛船開展代號(hào)為“阿爾忒彌斯1號(hào)”的無(wú)人繞月飛行測(cè)試。這一任務(wù)成功后，將開展“阿爾忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行測(cè)試。

美國(guó)的再次登月計(jì)劃聲勢(shì)浩大，經(jīng)歷了一波三折后，還未實(shí)現(xiàn)。

上世紀(jì)六七十年代，美蘇兩個(gè)超級(jí)大國(guó)展開激烈的太空競(jìng)賽，以傾國(guó)之力爭(zhēng)相開展登月計(jì)劃。1969年7月20日，阿姆斯特朗等3位美國(guó)宇航員登上月球，人類真正了解了月球，與其有了“第一次親密接觸”，從此不再“望月興嘆”。

僅僅4個(gè)月后，一架被稱為“阿波羅12號(hào)”的飛船也開始躍躍欲試，并于1969年11月14日正式升空，第二次探秘月球。這是一場(chǎng)登月的“接力賽”。不過(guò)，“阿波羅”計(jì)劃僅花了8年時(shí)間。相比之下，“阿爾忒彌斯”計(jì)劃已經(jīng)拖延了10多年。

張學(xué)峰認(rèn)為，對(duì)于人類而言，在外星建設(shè)基地，是解決“后天”的問(wèn)題，而不是解決“今天”的問(wèn)題，人類可以進(jìn)行準(zhǔn)備和嘗試，“但不一定很急”。

在“阿爾忒彌斯”計(jì)劃中，NASA將從42名具有多樣性的候選人中挑選登月宇航員，并計(jì)劃將他們?cè)谠虑蛏系耐Ａ魰r(shí)間延長(zhǎng)至至少一周，其最終目標(biāo)是在月球上建立長(zhǎng)期存在，作為將人類送向火星的跳板。

NASA公開承諾，一旦“獵戶座”太空艙返回地球，他們將宣布第一批執(zhí)飛“阿爾忒彌斯”計(jì)劃的人員名單。美國(guó)航空航天局曾公開表示，第一位女性和第一位有色人種宇航員將有望登上月球。

“實(shí)際上，如果從純技術(shù)上出發(fā)，通過(guò)科技研發(fā)，在月球上建設(shè)小規(guī)模的基地，沒有克服不了的困難?！睆垖W(xué)峰認(rèn)為，時(shí)至今日，航天科技有了巨大進(jìn)步，并且仍有很大的提升潛力，建設(shè)月球基地不是夢(mèng)想。

惹爭(zhēng)議的高昂費(fèi)用

登月計(jì)劃數(shù)次推遲發(fā)射，花費(fèi)遠(yuǎn)超預(yù)算，一直以來(lái)受到多方爭(zhēng)議。

美國(guó)宇航局監(jiān)察長(zhǎng)辦公室在2021年11月發(fā)布的一份報(bào)告中估算，“阿爾忒彌斯”計(jì)劃的前4次任務(wù)，每次發(fā)射成本達(dá)到41億美元，到2025年，該計(jì)劃將耗資930億美元。

猶他州立大學(xué)高級(jí)研究員埃利·杜拉多在2020年刊發(fā)的一篇文章中認(rèn)為，美國(guó)宇航局的“太空發(fā)射系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)法挽回的錯(cuò)誤”?！斑@個(gè)項(xiàng)目充滿了政治分肥，開發(fā)成本畸高，而喜歡該項(xiàng)目的只有軍火承包商”。

上海國(guó)防教育學(xué)院教授蘇世偉向記者表示，該計(jì)劃的預(yù)算成本一路飆升，發(fā)射成本也越來(lái)越高。“運(yùn)作起來(lái)的周期長(zhǎng)，利益短期內(nèi)不明顯，各方面協(xié)調(diào)起來(lái)有難度。”

喬治·華盛頓大學(xué)太空政策研究所創(chuàng)始人約翰·洛格斯登（JohnLogsdon）同樣指出，“阿爾忒彌斯”探月計(jì)劃的首航飛行具有風(fēng)險(xiǎn)，如果試飛出現(xiàn)問(wèn)題，螺旋式上升的項(xiàng)目成本和屢次推遲的任務(wù)時(shí)間，將使人類重返月球變得更加艱難。

“阿爾忒彌斯”計(jì)劃成本為何如此高昂？推遲的根本原因又是什么？

2021年10月11日，美國(guó)宇航局官網(wǎng)報(bào)道稱，宇航局局長(zhǎng)比爾·尼爾森（BillNelson）表示，“阿爾忒彌斯2號(hào)”任務(wù)包括將宇航員送入比人類以往任何一次旅行更遠(yuǎn)的太空，大約40000英里，載人飛船的開發(fā)成本為93億美元。

美國(guó)在政治上分化撕裂嚴(yán)重，要想在這方面形成合力比較困難。美國(guó)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)作資本，也大多掌握在軍工集團(tuán)手里，所以實(shí)施計(jì)劃困難重重，質(zhì)量也并非能得到保證。

“展望未來(lái)，NASA計(jì)劃在未來(lái)至少進(jìn)行10次登月，需要從2023年的預(yù)算開始為未來(lái)的著陸器競(jìng)爭(zhēng)大幅增加資金。”尼爾森說(shuō)。

蘇世偉表示，如今美國(guó)的航天配套技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相對(duì)衰弱，且沒有徹底解決火箭發(fā)射的技術(shù)問(wèn)題。“檢查設(shè)備的成本也很高，在想節(jié)約成本的情況下，往往會(huì)忽略掉潛在的問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)射不順利?！?/p>

NASA網(wǎng)站上列出了總計(jì)3800多家承包商在全美的分布情況，主要承包商包括波音、Jacobs、洛克希德·馬丁和諾斯羅普·格魯曼?！鞍栠瘡浰埂庇?jì)劃930億美元中的大部分都流向這些公司。

“如果美國(guó)傾其國(guó)力，有能力承載登月計(jì)劃帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。”蘇世偉認(rèn)為，但是美國(guó)在政治上分化撕裂嚴(yán)重，要想在這方面形成合力比較困難。美國(guó)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)作資本，也大多掌握在軍工集團(tuán)手里，所以實(shí)施計(jì)劃困難重重，質(zhì)量也并非能得到保證。

蘇世偉還提出，美國(guó)還想在重返月球的競(jìng)賽里領(lǐng)先，但從目前來(lái)看，高昂的登月計(jì)劃成本，將成為阻擋美國(guó)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的主要因素之一?！斑@也是美國(guó)即將面臨的弊端”。

能否登月，仍然是謎

美國(guó)政府內(nèi)部對(duì)于是否重返月球，什么時(shí)候重返月球等問(wèn)題，有不同甚至爭(zhēng)議的聲音。“背后至少部分原因是利益驅(qū)使。”張學(xué)峰認(rèn)為。

2022年10月4日，美國(guó)國(guó)家航空航天局發(fā)布消息表示，擬在該國(guó)亞利桑那州進(jìn)行登月計(jì)劃實(shí)驗(yàn)，為未來(lái)的任務(wù)做準(zhǔn)備。

按照美國(guó)宇航局的規(guī)劃，“阿爾忒彌斯”計(jì)劃并非簡(jiǎn)單完成載人登月，而是意圖讓人類能永久性地在月球和月球周圍定居。完整的計(jì)劃包括六大組成部分：SLS火箭、“獵戶座”載人飛船、探索地面系統(tǒng)、“門戶”月球軌道空間站、載人登月系統(tǒng)和“阿爾忒彌斯大本營(yíng)”月球基地。

此外，美國(guó)航天局還制定了《阿爾忒彌斯協(xié)定》，這是一套探索月球的原則，已有多個(gè)國(guó)家加入。包括澳大利亞、加拿大、意大利、日本、盧森堡、阿聯(lián)酋和英國(guó)等，并希望能確認(rèn)開采月球礦產(chǎn)資源的所有權(quán)。

2022年5月，日本政府宣布，將首名日本航天員登陸月球作為與美國(guó)合作的重要組成部分，推動(dòng)“阿爾忒彌斯”計(jì)劃。

“實(shí)際上，這是世界科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度的必然結(jié)果?！碧K世偉認(rèn)為，“登月潮”的前提是需要世界太平，“且因?yàn)橐咔樵?，很多?guó)家的經(jīng)濟(jì)狀況也受到了影響”。

不過(guò)，俄羅斯也始終沒有放棄載人登月的夢(mèng)想。

2021年俄羅斯宣布暫停“葉尼塞”重型火箭的技術(shù)設(shè)計(jì)工作后，俄羅斯的載人登月項(xiàng)目改由多枚“安加拉-A5”大型火箭聯(lián)合執(zhí)行。它們計(jì)劃通過(guò)多次發(fā)射，分別將載人飛船、月球著陸系統(tǒng)及空間拖船送入近地軌道，進(jìn)行在軌對(duì)接后再實(shí)施登月。

印度同樣對(duì)載人登月充滿興趣。印度空間研究組織宣布將在2023年發(fā)射“月船3號(hào)”探測(cè)器，同時(shí)加速培訓(xùn)本國(guó)航天員，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立將航天員送入太空的能力。印度空間研究組織負(fù)責(zé)人明確表示，“正在關(guān)注載人登月任務(wù)”。

蘇世偉認(rèn)為，如今美國(guó)國(guó)內(nèi)矛盾重重，還有很多需要著重解決的問(wèn)題?！安豢赡馨阎饕Ψ旁诘窃律??！彼硎荆绹?guó)如果能把登月計(jì)劃的成本降下來(lái)，并把技術(shù)研發(fā)的核心成本降下來(lái)，不管是技術(shù)儲(chǔ)備還是經(jīng)濟(jì)實(shí)力，登月計(jì)劃應(yīng)該還是可以實(shí)現(xiàn)的。

但從目前來(lái)看，NASA在2025年能否如期實(shí)施該計(jì)劃，仍然是謎。

◎ 來(lái)源|南方周末