阿暉
NASA發(fā)布的“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù)的獵戶座飛船飛行想象圖。
美國人準(zhǔn)備再度登月。8月29日,美國國家航空航天局(NASA)樹立在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心39-B發(fā)射臺(tái)的巨型火箭,準(zhǔn)備執(zhí)行這個(gè)宏大計(jì)劃的首次發(fā)射——“阿爾忒彌斯1”任務(wù)之時(shí),距離1972年人類最后一次登月已過去了50年。
然而,已經(jīng)“箭在弦上”的發(fā)射計(jì)劃卻出了岔子——在離點(diǎn)火還有40分鐘的時(shí)候被叫停。原因是火箭的一個(gè)引擎排氣出現(xiàn)問題,導(dǎo)致引擎無法達(dá)到適宜發(fā)射的溫度范圍,NASA的工程師來不及在兩小時(shí)的發(fā)射窗口內(nèi)修復(fù)該故障。此前工作人員還報(bào)告了燃料泄漏問題,這導(dǎo)致燃料加注過程兩度暫停。
被推遲到9月3日的發(fā)射計(jì)劃,在發(fā)射前大約3小時(shí),NASA稱在向火箭輸送燃料時(shí)出現(xiàn)泄漏問題,所發(fā)生的液氫泄漏問題較之前一次更嚴(yán)重,技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多次嘗試都未能解決該問題,發(fā)射再次被推遲。
NASA管理團(tuán)隊(duì)表示,由于液氫泄漏問題尚未解決,在未完全準(zhǔn)備好之前,登月火箭不會(huì)進(jìn)行發(fā)射?!鞍栠瘡浰?”任務(wù)的下一次嘗試,最早也要等到10月中旬了。
受預(yù)算不足、技術(shù)故障、法律糾紛以及新冠疫情等因素影響,“阿耳忒彌斯”已經(jīng)被迫多次推遲。如今一周之內(nèi),因?yàn)楣收?,登月火箭兩次取消發(fā)射。8月27日登月火箭發(fā)射臺(tái)周圍的避雷裝置還在雷雨中遭到5次雷擊。美國人的運(yùn)氣可謂是背到了極點(diǎn),這個(gè)重返月球的計(jì)劃,實(shí)在是命途多舛。
原計(jì)劃2021年上半年發(fā)射的“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù),是美國重返月球計(jì)劃的關(guān)鍵一步,但是這“關(guān)鍵一步”卻始終難以邁開。在推遲一年多后,依然被難以解決的燃料泄漏、排放管線故障困住了。
2017年底,時(shí)任美國總統(tǒng)特朗普簽署“1號(hào)太空政策指令”(SPD-1),宣布美國航天員將重返月球并最終前往火星。2019年3月,副總統(tǒng)彭斯宣布2024年重返月球,并將該計(jì)劃命名為“阿爾忒彌斯”計(jì)劃。阿爾忒彌斯,取自希臘神話中月亮女神的名字,與當(dāng)年“阿波羅”計(jì)劃選擇太陽神名字遙相呼應(yīng)。
在2019年7月20日,也就是阿姆斯特朗邁出了“人類登月的第一步”50周年的這天,NASA公布了阿爾忒彌斯計(jì)劃。完整的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃完全圍繞“載人”進(jìn)行設(shè)計(jì),包括六大組成部分:被稱為“太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)”的重型火箭、 “獵戶座”載人飛船、探索地面系統(tǒng)、“深空門戶”月球軌道空間站、可多次往返于月球表面重復(fù)使用的載人登陸器和“阿爾忒彌斯大本營(yíng)”月球基地。
從指標(biāo)上看,為了完成載人和重型載荷任務(wù),NASA建造的SLS重型火箭,堪稱“世界最強(qiáng)大的火箭”,超越了“阿波羅”時(shí)代的傳奇——土星五號(hào)。SLS重達(dá)2721噸,其中2358噸是燃料。搭載“獵戶座”飛船后,組合體高度接近100米,比紐約的自由女神像還要高。火箭配備的4臺(tái)RS-25D發(fā)動(dòng)機(jī),是目前世界最大的階段燃燒液態(tài)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),起飛時(shí)最大推力可達(dá)39.1MN(兆牛頓),比土星五號(hào)高出15%。據(jù)介紹,作為“阿爾忒彌斯”計(jì)劃的核心裝備,SLS可以向月球軌道發(fā)送超過27噸的有效載荷,未來經(jīng)過升級(jí)后將提升到46噸以上。
在NASA最初的計(jì)劃中,是在2024年前將美國宇航員再次送上月球。但由于預(yù)算不足等原因,NASA去年11月宣布,美國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。在宇航員登陸前,美國航天局將進(jìn)行 “阿爾忒彌斯1號(hào)”的無人繞月飛行測(cè)試和“阿爾忒彌斯2號(hào)”的載人繞月飛行測(cè)試。
真正的載人登月的“阿爾忒彌斯3號(hào)”任務(wù)計(jì)劃在2025年完成。“獵戶座”飛船將搭載4名航天員,其中兩人搭乘SpaceX公司研制的載人著陸系統(tǒng)降落在月球表面,另兩人留在飛船上沿月球軌道飛行。按照計(jì)劃,登月航天員將在月球表面停留6.5天,相當(dāng)于“阿波羅”計(jì)劃中航天員最長(zhǎng)逗留時(shí)間的兩倍。如果成功,這將是自1972年“阿波羅17號(hào)”航天員從月球返回以來“人類首次超越近地軌道”。
“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù)至關(guān)重要,主要目標(biāo)是檢驗(yàn)這套登月發(fā)射系統(tǒng)和飛船的可靠性?!矮C戶座”飛船此行將載重54.4公斤,包括3個(gè)模擬宇航員的人體模型。這些模型裝有傳感器,可收集包括輻射水平在內(nèi)的多種數(shù)據(jù),為今后載人飛行提供參考。
如果一切順利,SLS火箭于8月29日首次發(fā)射升空后,將把“獵戶座”飛船送到約3700公里的軌道高度,然后“獵戶座”飛船將與火箭上面級(jí)箭體分離,使用一個(gè)更小的、歐洲制造的推進(jìn)系統(tǒng),進(jìn)入飛越月球的軌道,環(huán)繞月球一周后再返回地球。在這次任務(wù)中,它與地球的最遠(yuǎn)距離將達(dá)到45萬公里,“將比任何為人類建造的航天器飛得都遠(yuǎn)”。整個(gè)任務(wù)總共預(yù)計(jì)持續(xù)42天,飛船將于10月10日返回地球,落入加利福尼亞州附近的太平洋。
但是沒有如果,“阿爾忒彌斯”計(jì)劃卡在了進(jìn)度條的第一步。屢次“跳票”的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃,還是活在半個(gè)世紀(jì)前“阿波羅計(jì)劃”奪目光環(huán)的陰影里。
1969年7月20日,阿姆斯特朗在月球表面留下了人類的第一個(gè)腳印。1968—1972年間,美國完成了9次載人登月任務(wù),6次成功著陸,共12位宇航員登陸月球。半個(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)可以完成的登月任務(wù),為何如今的美國做起來卻如此艱難?一句話,今非昔比。
當(dāng)年的美國“阿波羅”計(jì)劃成功,是在與蘇聯(lián)進(jìn)行太空競(jìng)賽的背景下,充分吸收二戰(zhàn)后獲得的紅利,行舉國之力的成果。但今天這樣的環(huán)境不復(fù)存在,而且當(dāng)年為了登月耗費(fèi)了250億美元,放到今天就是2500億,登月太燒錢了。
美國新的探月計(jì)劃,最早可以追溯到2004年小布什時(shí)代的“星座計(jì)劃”,項(xiàng)目總費(fèi)用預(yù)計(jì)將達(dá)到2300億美元。按照當(dāng)時(shí)的計(jì)劃,美國將從2005財(cái)年開始正式為研制新型航天器立項(xiàng),并在2020年以前實(shí)現(xiàn)重返月球的目的。只不過,這個(gè)計(jì)劃在完成了“戰(zhàn)神一號(hào)”火箭(原定的載人太空載具)原型機(jī)的發(fā)射之后,就進(jìn)入了奧巴馬時(shí)代。以削減預(yù)算著稱的奧巴馬,很快就將“星座計(jì)劃”排除在了2011財(cái)年的預(yù)算之外,原因可能就是這個(gè)項(xiàng)目還需要花費(fèi)至少1500億美元。
隨同“星座計(jì)劃”一同消失的,除了之前的巨額投入,還有NASA對(duì)整個(gè)太空計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)行整合統(tǒng)籌的能力。從此之后,SpaceX、軌道科學(xué)和藍(lán)色起源這些新生代商業(yè)航天公司,成為美國航天工程和太空探索的主力。
作為戰(zhàn)略制高點(diǎn)和戰(zhàn)略新疆域的太空,是被美國視為關(guān)乎國家安全和發(fā)展的重要領(lǐng)域,所以其優(yōu)勢(shì)絕對(duì)不能輕易喪失。于是,在特朗普入住白宮后,開始了一系列重振太空的計(jì)劃,要“讓美國重新變得偉大”,于是“阿爾忒彌斯”計(jì)劃出籠了。
這依然是個(gè)代價(jià)高昂的計(jì)劃,“阿爾忒彌斯” 原計(jì)劃估計(jì)的總費(fèi)用為 930 億美元,但是超支已無法避免。根據(jù)目前的統(tǒng)計(jì),“阿爾忒彌斯1號(hào)”的發(fā)射,就將花費(fèi)41億美元,此后的每次發(fā)射花費(fèi)都將在8億—10億美元。而采購用于執(zhí)行“阿爾忒彌斯3—5號(hào)”任務(wù)的3艘密封艙花費(fèi)了27億美元,采購用于執(zhí)行“阿爾忒彌斯6—8號(hào)”任務(wù)的3艘密封艙花費(fèi)也達(dá)到了19億美元?!伴T戶”前哨站研制和采購的總費(fèi)用,預(yù)計(jì)在200億美元左右。如此高昂的花費(fèi),讓NASA監(jiān)察長(zhǎng)保羅·馬丁都對(duì)該計(jì)劃產(chǎn)生了懷疑,認(rèn)為這是一個(gè)“不可持續(xù)”的項(xiàng)目。
其實(shí)美國也不是沒有錢。自2003年以來,美國在伊拉克、阿富汗和其他相關(guān)戰(zhàn)爭(zhēng)中,花費(fèi)了超過4.79萬億美元。有人粗略估算,相當(dāng)于至少40次大規(guī)模火星任務(wù)的成本,足夠在火星上建立永久居住點(diǎn)。
美國重返月球步履艱難,還有一個(gè)重要的原因——航天飛機(jī)的“試錯(cuò)”,幾乎“浪費(fèi)”了30多年的時(shí)間。在2011年前,航天飛機(jī)是NASA太空任務(wù)的主要發(fā)射裝置,大量后續(xù)項(xiàng)目均受到影響。事實(shí)證明,航天飛機(jī)是一種成本高昂的工具。航天飛機(jī)項(xiàng)目每次發(fā)射,成本大約為15億美元,足夠完成每年6次的火箭載人發(fā)射。連NASA自己現(xiàn)在也承認(rèn),航天飛機(jī)項(xiàng)目是個(gè)錯(cuò)誤。
航天飛機(jī)成本超支,擠壓了性能更優(yōu)越的運(yùn)載火箭技術(shù)的研發(fā)資金,進(jìn)而形成惡性循環(huán),導(dǎo)致NASA飛向太空的成本越來越高。隨著2011年最后的3架航天飛機(jī)退役,美國甚至失去了將人類送上太空的能力——一度要付給俄羅斯8000萬美元,才能將一名宇航員送往國際空間站。
此外,由于“阿爾忒彌斯”采用了政府與社會(huì)資本合作的“PPP”模式,不少項(xiàng)目被外包給私人企業(yè)。NASA在2020年與藍(lán)色起源、Space X以及另外一家公司簽訂了價(jià)值9.67億美元的合同,資助三者開發(fā)“阿爾忒彌斯計(jì)劃”的月球著陸器。NASA最終選擇了Space X,與其簽訂了29 億美元的月球著陸器合同,這導(dǎo)致藍(lán)色起源大為不滿,一邊上告,一邊公開批評(píng)Space X下一代“星艦”極其復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)太高。這使得“阿爾忒彌斯”計(jì)劃也被連綿不斷的法律訴訟掣肘。訴訟期間,NASA不得不暫停了與Space X的合作。
NASA發(fā)布的SLS重型運(yùn)載火箭。
在存在各種不確定因素的情況下,恢復(fù)載人航天才沒幾年的美國人打破節(jié)奏,如此急匆匆地啟動(dòng)重返月球計(jì)劃,一個(gè)很大的刺激來自于中國載人航天尤其是探月計(jì)劃上取得的巨大成功。
在美國SLS火箭即將發(fā)射之際,多家外媒也關(guān)注“中國將于2030年具備載人登月能力”?!疤铡本W(wǎng)站援引中國航天科技集團(tuán)的消息稱,中國正在研制新一代載人運(yùn)載火箭和重型運(yùn)載火箭,這些火箭未來將承擔(dān)載人登月、火星探測(cè)、木星探測(cè)和小行星探測(cè)等任務(wù)。其中新一代載人運(yùn)載火箭將在2030年左右具備將中國人送上月球的能力;重型運(yùn)載火箭研制成功后,將把中國運(yùn)載地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力提升至50噸,支撐月球開發(fā)活動(dòng);目前規(guī)劃的一系列重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)研制工作,將大幅提升中國進(jìn)入太空的能力、降低進(jìn)入太空的成本,助力未來航天運(yùn)輸領(lǐng)域大發(fā)展。
中國月球科研站更是受到外界的高度關(guān)注。探月工程總設(shè)計(jì)師、中國工程院院士吳偉仁此前透露,探月工程四期經(jīng)過多年論證,已于2021年底正式立項(xiàng),進(jìn)入實(shí)施階段。他提到:“探月工程四期的主要目標(biāo)是對(duì)月球南極開展科學(xué)探測(cè),建立起月球科研站的基本型。后續(xù)將分3次任務(wù)實(shí)施,分別是嫦娥六號(hào)、嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào),計(jì)劃在2030年之前完成。目前研制工作進(jìn)展順利?!?/p>
2021年,中國進(jìn)行的航天發(fā)射活動(dòng)達(dá)到了55次,而美國航天發(fā)射任務(wù)僅有45次。所以,美國發(fā)布的《太空工業(yè)基礎(chǔ)研討會(huì)報(bào)告》認(rèn)為,中國最早將在2032年,最遲在2045年超越美國成為頭號(hào)太空強(qiáng)國。
美國《新聞周刊》說,NASA今天不僅面臨來自中國的競(jìng)爭(zhēng),還面臨來自曾經(jīng)幾十年的太空合作伙伴俄羅斯的競(jìng)爭(zhēng),俄羅斯今年7月宣布將離開國際空間站。中俄去年宣布建設(shè)國際月球科研站的計(jì)劃,并邀請(qǐng)其他國家參與。
這是高傲的美國人所不能接受的。為了重新奪回太空優(yōu)勢(shì),同時(shí)也隱含著將中國拖入太空的軍備競(jìng)賽的目的,美國對(duì)于“阿爾忒彌斯”計(jì)劃已經(jīng)是不計(jì)任何成本的支持。拜登政府上臺(tái)后,對(duì)于這項(xiàng)燒錢計(jì)劃也沒有中止,決定將其進(jìn)行到底。
在美國國內(nèi)對(duì)NASA的政治和資金支持受到質(zhì)疑的背景下,NASA依然高調(diào)宣揚(yáng)新登月計(jì)劃的目標(biāo),包括在月球上建立長(zhǎng)久的研究基地、贏得與中國的探月競(jìng)賽,以及“向太空輸送美國的價(jià)值觀”。在“阿爾忒彌斯1號(hào)”發(fā)射前,NASA局長(zhǎng)比爾·納爾遜對(duì)媒體大談“太空競(jìng)賽”,并扯上中國,聲稱不希望中國先到達(dá)月球,“獨(dú)占月球資源”。這不是納爾遜第一次提到中國,他曾無數(shù)次渲染中國“威脅”和太空競(jìng)賽,以此來獲得國會(huì)更多的撥款。
中國航天技術(shù)專家黃志澄表示,美方官員的說辭純屬惡意抹黑。實(shí)際上,中國歷來主張和平利用外空,積極倡導(dǎo)在外空領(lǐng)域推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。中國一直秉持著務(wù)實(shí)的態(tài)度開展航天探索計(jì)劃,在航天的投入上也一直本著“花小錢,辦大事”的原則,并不是像美國一樣出于競(jìng)爭(zhēng)的心態(tài),不計(jì)成本地開展太空活動(dòng)。
如今已經(jīng)不是美蘇爭(zhēng)霸太空的年代,帶著這種心態(tài)要“重返月球”,美國人無疑是被自己的焦躁羈絆了腳步。