美国登月计划,为何屡屡推迟?
这是9月24日在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心拍摄的新一代登月火箭太空发射系统。(新华社法新图)
2022年10月4日,美国国家航空航天局(NASA)发布消息表示,在登月计划筹备工作框架内,拟在该国亚利桑那州进行为期两周的实验,为未来阿尔忒弥斯的任务做准备。
阿尔忒弥斯是美国政府2019年宣布的新登月计划,但至今尚未成功实施。
2022年9月26日深夜,由于飓风伊恩导致佛罗里达州的潜在灾难性,美国宇航局将登月火箭太空发射系统从位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的发射台撤下,运回总装大楼。
这是太空发射系统第三次错失发射机会。此前已经因发动机故障和燃料泄漏的技术原因,分别于8月29日和9月3日推迟发射。
发射计划屡次推迟,直接原因是技术问题,往深层次看是资金支持问题。而最根本的原因,则是美国对于重返月球的需求不是特别迫切。
军事专家张学峰向南方周末记者分析,由于载人登月耗费巨大,短期内难有回报,美国国会为其拨款时,也要斟酌再三。
按照NASA计划,人类或将在2025年实现阿尔忒弥斯3号重返月球任务,但受访专家们提醒,实际时间可能会推迟。
美国登月计划能否成功,成了一大悬念。
一波三折
2022年89月,搭载猎户座飞船的太空发射系统,一直竖立在肯尼迪航天中心39B发射台。
美联社9月13日报道称,早在8月17日,SLS火箭、猎户座飞船和十个微小卫星载荷组合体,被运到了发射架。在液氢液氧推进剂加注过程中,低温推进剂需要进入4台RS25发动机中循环流动,以在发射前冷却发动机。但第3台发动机出现了难以短时解决的问题,不得不推迟。
在更早的3月18日,SLS火箭就抵达发射架,进行总装后的测试和全箭推进剂加注的湿彩排。整个4月份,火箭和发射架先后出现大型排风扇、地面排气阀、液氢泄漏等一系列问题,被迫于4月26日重新推回总装车间。直到6月份,才完成了湿彩排。
SLS并非是颠覆性的新型火箭技术,而是持续四十年的成熟项目航天飞机的火箭版,以此前取消的战神系列火箭为研发基础,前后持续十余年开发。
阿尔忒弥斯使用了很多成熟的技术。张学峰认为,SLS火箭使用了航天飞机的助推器技术,芯级发动机RS25采用航天飞机的发动机。这些技术经受了航天飞机一百多次发射任务,应该说是比较成熟的设计,甚至是古老的设计。
实际上,该计划最初是想实现在2024年前将美国宇航员再次送上月球。由于预算不足等原因,美国航天局2021年11月宣布,宇航员重返月球可能比原计划推迟一年,最早于2025年登月。
太空发射系统是美国航天局新一代大推力运载火箭。阿尔忒弥斯计划主要由6个主要部分组成,以火箭为主,猎户座载人飞船、地面探索系统、载人登月系统为辅,最终完成门户月面太空站以及阿尔忒弥斯基地。
按照美国新登月计划,在宇航员重返月球之前,首先由太空发射系统搭载猎户座飞船开展代号为阿尔忒弥斯1号的无人绕月飞行测试。这一任务成功后,将开展阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行测试。
美国的再次登月计划声势浩大,经历了一波三折后,还未实现。
上世纪六七十年代,美苏两个超级大国展开激烈的太空竞赛,以倾国之力争相开展登月计划。1969年7月20日,阿姆斯特朗等三位美国宇航员登上月球,人类真正地了解了月球,与其有了第一次亲密接触,从此不再望月兴叹。
仅仅4个月后,一架被称为阿波罗12号的飞船也开始跃跃欲试,并于1969年11月14日正式升空,第二次探秘月球。这是一场登月的接力赛。不过,阿波罗计划仅花了八年时间。相比之下,阿耳忒弥斯计划已经拖延了十多年。
张学峰认为,对于人类而言,在外星建设基地,是解决后天的问题,而不是解决今天的问题,人类可以进行准备和尝试,但不一定很急。
在阿尔忒弥斯计划中,NASA将从42名具有多样性的候选人中挑选登月宇航员,并计划将他们在月球上的停留时间延长至至少一周,其最终目标是在月球上建立长期存在,作为将人类送向火星的跳板。
NASA公开承诺,一旦猎户座太空舱返回地球,他们将宣布第一批执飞阿尔忒弥斯计划的人员名单。美国航空航天局曾公开表示,第一位女性和第一位有色人种宇航员将有望登上月球。
实际上,如果从纯技术上出发,通过科技的研发,在月球上建设小规模的基地,没有克服不了的困难。张学峰认为,时至今日,航天科技有了巨大进步,并且仍有很大的提升潜力,建设月球基地不是梦想。
惹争议的高昂费用
登月计划数次推迟发射,花费远超预算,一直以来受到多方争议。
美国宇航局监察长办公室在2021年11月发布的一份报告中估算,阿尔忒弥斯计划的前四次任务,每次发射成本达到41亿美元,到2025年,该计划将耗资930亿美元。
犹他州立大学高级研究员埃利杜拉多在2020年刊发的一篇文章中认为,美国宇航局的太空发射系统是一个无法挽回的错误。这个项目充满了政治分肥,开发成本奇高,而喜欢该项目的只有军火承包商。
上海国防教育学院教授苏世伟向南方周末记者表示,该计划的预算成本一路飙升,发射成本也越来越高。运作起来的周期长,利益短期内不明显,各方面协调起来有难度。
乔治华盛顿大学太空政策研究所创始人约翰洛格斯登(JohnLogsdon)同样指出,阿尔忒弥斯探月计划的首航飞行具有风险,如果试飞出现问题,螺旋式上升的项目成本和屡次推迟的任务时间,将使人类重返月球变得更加艰难。
阿尔忒弥斯计划成本为何如此高昂?推迟的根本原因又是什么?
2021年10月11日,美国宇航局官网报道称,宇航局局长比尔尼尔森(BillNelson)表示,阿尔忒弥斯2号任务包括将宇航员送入比人类以往任何一次旅行更远的太空,大约40,000英里,载人飞船的开发成本为93亿美元。
展望未来,NASA计划在未来至少进行10次登月,需要从2023年的预算开始为未来的着陆器竞争大幅增加资金。尼尔森说。
苏世伟表示,如今美国的航天配套技术和产业相对衰弱,且没有从彻底上解决火箭发射的技术问题。检查设备的成本也很高,在想节约成本的情况下,往往会忽略掉潜在的问题,导致发射不顺利。
NASA网站上列出了总计3800多家的承包商在全美的分布情况,主要承包商包括波音、Jacobs、洛克希德马丁和诺斯罗普格鲁曼。阿尔忒弥斯计划930亿美元中的大部分都流向这些公司。
如果美国倾其国力,有能力承载登月计划带来的经济风险。苏世伟认为,但是美国在政治上分化撕裂严重,要想在这方面形成合力比较困难。美国的经济运作资本,也大多掌握在军工集团手里,所以实施计划困难重重,质量也并非能得到保证。
苏世伟还提出,美国还想在重返月球的竞赛里领先,但从目前来看,高昂的登月计划成本,将成为阻挡美国实现目标的主要因素之一。这也是美国即将面临的弊端。
能否登月,仍然是谜
美国政府内对于是否重返月球,什么时候重返月球等问题,有不同甚至争议的声音。背后至少部分原因是利益的驱使。张学峰认为。
2022年10月4日,美国国家航空航天局发布消息表示,拟在该国亚利桑那州,进行登月计划实验,为未来的任务做准备。
按照美国宇航局的规划,阿尔忒弥斯计划并非简单完成载人登月,而是意图让人类能永久性地在月球和月球周围定居。完整的计划包括六大组成部分:SLS火箭、猎户座载人飞船、探索地面系统、门户月球轨道空间站、载人登月系统和阿尔忒弥斯大本营月球基地。
此外,美国航天局还制定了《阿尔忒弥斯协定》,这是一套探索月球的原则,已有多个国家加入。包括澳大利亚、加拿大、意大利、日本、卢森堡、阿联酋和英国等,并希望能确认开采月球矿产资源的所有权。
2022年5月,日本政府宣布,将首名日本航天员登陆月球作为与美国合作的重要组成部分,推动阿尔忒弥斯计划。
实际上,这是世界科技和经济发展到一定程度的必然结果。苏世伟认为,登月潮的前提是需要世界太平。且因为疫情原因,很多国家的经济状况也受到了影响。
不过,俄罗斯也始终没有放弃载人登月的梦想。
2021年俄罗斯宣布暂停叶尼塞重型火箭的技术设计工作后,俄罗斯的载人登月项目改由多枚安加拉A5大型火箭联合执行。它们计划通过多次发射,分别将载人飞船、月球着陆系统及空间拖船送入近地轨道,进行在轨对接后再实施登月。
印度同样对载人登月充满兴趣。印度空间研究组织宣布将在2023年发射月船3号探测器,同时加速培训本国航天员,以实现独立将航天员送入太空的能力。印度空间研究组织负责人明确表示,正在关注载人登月任务。
苏世伟认为,如今美国国内矛盾重重,还有很多需要着重解决的问题。不可能把主要的精力放在登月上。他表示,美国如果能把登月计划的成本降下来,并把技术研发的核心成本降下来,不管是技术储备还是经济实力,登月计划应该还是可以实现的。
但从目前来看,NASA在2025年能否如期实施该计划,仍然是谜。
南方周末记者王瑭琳
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