美國(guó)航天局(NASA)于 2 月 27 日在一場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上宣布,為了讓美國(guó)“重返月球”任務(wù)變得更容易更可靠,“阿爾忒彌斯”計(jì)劃將進(jìn)行調(diào)整變更。原計(jì)劃執(zhí)行載人登月的阿爾忒彌斯 3 號(hào)將承擔(dān)技術(shù)驗(yàn)證任務(wù),登月任務(wù)將推遲至阿爾忒彌斯 4 號(hào)。
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準(zhǔn)備執(zhí)行阿爾忒彌斯2號(hào)任務(wù)的SLS火箭(來(lái)源:NASA)
阿爾忒彌斯計(jì)劃的前五項(xiàng)航天任務(wù)如下:
阿爾忒彌斯 1 號(hào)(Artemis I):已于2022年11月成功完成,實(shí)現(xiàn)對(duì)“太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭(SLS)和“獵戶座”飛船(Orion)的無(wú)人試飛,對(duì)新的火箭系統(tǒng)和新的飛船系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證。
阿爾忒彌斯 2 號(hào) (Artemis II):計(jì)劃首次搭載機(jī)組人員乘坐SLS火箭和獵戶座宇宙飛船執(zhí)行為期 10 天的繞月飛行任務(wù)(不著陸)。4 名乘組分別為美國(guó)航天局的宇航員里德·懷斯曼(Reid Wiseman)、維克多·格洛弗(Victor Glover)、克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)和加拿大航天局的宇航員杰里米·漢森(Jeremy Hansen)。2月份成功進(jìn)行濕彩排后不久,發(fā)現(xiàn)氦氣向上面級(jí)流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,隨后。來(lái)自 3 月 3 日的消息,工程師發(fā)現(xiàn)是快速拆卸裝置中的一個(gè)密封件意外脫落阻礙了氦氣流動(dòng),現(xiàn)已修復(fù),正在分析導(dǎo)致其脫落的原因。同時(shí)工程師們還著手對(duì)其他系統(tǒng)做一些更新維護(hù)。目前的計(jì)劃是 3 月 19 日前后重新將火箭轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射臺(tái),瞄準(zhǔn) 4 月 1 日的發(fā)射窗口。
阿爾忒彌斯 3 號(hào) (Artemis III):新增一項(xiàng)近地軌道的試驗(yàn)飛行任務(wù),計(jì)劃于 2027 年年中執(zhí)行,原阿爾忒彌斯 3 號(hào)將變更為 4 號(hào)。這項(xiàng)新的任務(wù)旨在測(cè)試來(lái)自美國(guó)主要的兩家商業(yè)航天公司——太空探索技術(shù)公司(SpaceX)和藍(lán)色起源(Blue Origin)的一個(gè)或各一個(gè)著陸器。該任務(wù)也將有宇航員參與,他們乘坐“獵戶座”飛船,仍然由 SLS 火箭搭載發(fā)射,隨后將測(cè)試“獵戶座”飛船與商業(yè)航天器之間的交會(huì)對(duì)接能力。
阿爾忒彌斯 4 號(hào) (Artemis IV):調(diào)整后的最為重要的載人登月任務(wù)。NASA 繼續(xù)將 2028 年初作為“重返月球”的目標(biāo)日期(最早的計(jì)劃是 2025 年中期)。飛行乘員將乘坐“獵戶座”飛船進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,然后移動(dòng)到商用月球著陸器(SpaceX 或 Blue Origin 中的一家),由后者負(fù)責(zé)運(yùn)送至月球表面。著陸器也將負(fù)責(zé)把宇航員從月球表面送回到環(huán)月軌道上的“獵戶座”飛船中。在阿爾忒彌斯 4 號(hào)任務(wù)中將使用迭代升級(jí)后的 SLS 火箭的第二級(jí)。
阿爾忒彌斯 5 號(hào) (Artemis V):2028年底實(shí)施年內(nèi)第二次載人登月,此次任務(wù)也將是 NASA 建設(shè)月球基地的開始的標(biāo)志。此后每年將執(zhí)行一次類似任務(wù)。
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阿爾忒彌斯2號(hào)發(fā)射窗口(來(lái)源:NASA)
現(xiàn)在公布的調(diào)整計(jì)劃有三個(gè)特點(diǎn),一是載人登月目標(biāo)時(shí)間不變,二是增加了期間任務(wù),三是加入商業(yè)著陸器。
阿爾忒彌斯 1 號(hào)和 2 號(hào)的發(fā)射任務(wù)都不是太順利,更多的體現(xiàn)在新火箭 SLS 身上。“獵戶座”飛船首飛都已經(jīng)12年了,SLS 卻頻頻出現(xiàn)問(wèn)題,而且還是些老毛病,這就很讓人頭疼。一枚新火箭發(fā)射間隔長(zhǎng)達(dá)三年,顯然已經(jīng)超出了技術(shù)迭代升級(jí)應(yīng)有的節(jié)奏。NASA 評(píng)估認(rèn)為當(dāng)前的整體架構(gòu)有些問(wèn)題,尤其是阿爾忒彌斯 3 號(hào),背負(fù)了太多的“第一”,面臨很大的壓力與風(fēng)險(xiǎn)。在借鑒了過(guò)去“阿波羅”計(jì)劃的成功經(jīng)驗(yàn)后,NASA 決定重塑一條“可持續(xù)發(fā)展的”路徑。NASA 局長(zhǎng)賈里德·艾薩克曼(Jared Isaacman)表示:“標(biāo)準(zhǔn)化的配置、密集的發(fā)射頻率,以及合乎邏輯、步驟清晰的工作模式,正是美國(guó)在1969年達(dá)成幾乎‘不可能實(shí)現(xiàn)’目標(biāo)的原因,今天我們也要以這樣的方式再次實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。” 雖然登月的任務(wù)從阿爾忒彌斯 3 號(hào)變更為 4 號(hào),但這并不意味著美國(guó)登月計(jì)劃遭到延期。根據(jù) NASA 的解釋,這樣的調(diào)整恰恰是為了更加高效、更加聚焦,確保 2028 年將美國(guó)人送上月球。在 NASA 看來(lái),搶在中國(guó)人前完成這項(xiàng)壯舉,十分重要!
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被推回飛行器總裝大樓(VAB)的SLS火箭和獵戶座飛船組合體(來(lái)源:NASA)
人們也比較關(guān)注太空探索技術(shù)公司(SpaceX)和藍(lán)色起源(Blue Origin)這兩家私人商業(yè)航天公司。他們將分別攜星艦(Starship)和“藍(lán)月MK2(Blue Moon MK2)”著陸器參與到阿爾忒彌斯計(jì)劃——進(jìn)行會(huì)合和對(duì)接,驗(yàn)證太空操作、生命支持、推進(jìn)系統(tǒng)、對(duì)接接口以及公理太空公司的月球艙外航天服。
美國(guó)航天局與私人企業(yè)的合作由來(lái)已久。早在上世紀(jì)80年代,為了實(shí)現(xiàn)在太空全方位領(lǐng)先,美國(guó)政府制訂《國(guó)家航天政策》(National Space Policy),鼓勵(lì)商業(yè)航天,期望發(fā)揮私營(yíng)公司成本優(yōu)勢(shì)。1984 年美國(guó)政府通過(guò)了《商業(yè)航天發(fā)射法案》(Commercial Space Launch Act),允許私營(yíng)企業(yè)進(jìn)入商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域。2014 年 NASA 推出商業(yè)航天能力協(xié)作計(jì)劃(Collaborations for Commercial Space Capabilities, CCSC),旨在實(shí)現(xiàn)最少的政府資源投入,促進(jìn)并形成強(qiáng)大的商業(yè)近地軌道經(jīng)濟(jì)所需要的至關(guān)重要的能力,NASA 提供專業(yè)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化共享。該計(jì)劃的第一輪合作公司包括了 SpaceX 等4家公司。2023 年 6 月,NASA 發(fā)布第二輪商業(yè)航天能力協(xié)作計(jì)劃 (CCSC-2),按照無(wú)資金支持太空法案(Unfuned Space Act Agreements, SAAs) 的指導(dǎo)思想, NASA 無(wú)償提供既有的技術(shù)和知識(shí),包括技術(shù)專長(zhǎng)、評(píng)估、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、技術(shù)和數(shù)據(jù)等,各公司則自行籌集資金去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。CCSC-2 中包含了 SpaceX、藍(lán)色起源在內(nèi)的 7 家公司。不過(guò),CCSC-2 的主要目的是滿足未來(lái)商業(yè)和政府需求,促進(jìn)載人航天和商業(yè)近地軌道經(jīng)濟(jì)。
Blue Origin, Kent, Washington
Northrop Grumman Systems Corporation, Dulles, Virginia
Sierra Space Corporation, Broomfield, Colorado
Space Exploration Technologies Corporation, Hawthorne, California
Special Aerospace Services, Boulder, Colorado
ThinkOrbital Inc., Lafayette, Colorado
Vast Space LLC, Long Beach, California
在 CCSC-2 中對(duì) SpaceX 星艦的要求是:2027 年第二季度完成上升、再入和著陸的概念評(píng)審,2028 年 第四季度完成近地軌道載人空間站產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審。看得出主要還是在概念設(shè)計(jì)層面。真要在阿爾忒彌斯 3 號(hào)中進(jìn)行飛行測(cè)試,僅僅做到概念設(shè)計(jì)顯然是不夠的。從 2023 年至 2025 年底,星艦完成 11 次重要飛行測(cè)試,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)跨大氣層軌道(TAO)飛行和受控濺落返回。
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SpaceX登月版星艦HLS(來(lái)源:SpaceX)
“藍(lán)色”起源的藍(lán)月著陸器有 MK1(貨運(yùn)版)和 MK2 (客貨兩用版)兩個(gè)型號(hào)。原計(jì)劃在 2025 年首飛,現(xiàn)在也被推遲到了今年。主要是因?yàn)椤八{(lán)月”著陸器需要在“新格倫”火箭(New Glenn)上發(fā)射,但該火箭的研制工作已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)次延遲。MK1 的貨運(yùn)能力只有 3 噸,而載人版的 MK2 計(jì)劃通過(guò)軌道補(bǔ)加技術(shù)實(shí)現(xiàn) 20-30 噸的運(yùn)力,但是預(yù)計(jì)載人任務(wù)不早于 2029 年。本來(lái) NASA 還希望在阿爾忒彌斯 5 號(hào)任務(wù)中使用藍(lán)月MK2著陸器,現(xiàn)在看來(lái)幾乎不可能。前兩天 NASA 監(jiān)察長(zhǎng)報(bào)告當(dāng)中還指出 SpaceX 和藍(lán)色起源的月球著陸器延遲交付將危及 NASA 2028 年的登月目標(biāo)。
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藍(lán)色起源“藍(lán)月”MK1貨運(yùn)版月球著陸器(來(lái)源:Blue Origin)
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藍(lán)色起源“藍(lán)月”MK2載人版月球著陸器(來(lái)源:Blue Origin)
參考資料
[1] NASA Strengthens Artemis: Adds Mission, Refines Overall Architecture(https://www.nasa.gov/directorates/esdmd/nasa-strengthens-artemis-adds-mission-refines-overall-architecture/)
[2] NASA Adds Mission to Artemis Lunar Program, Updates Architecture(https://www.nasa.gov/news-release/nasa-adds-mission-to-artemis-lunar-program-updates-architecture/)
[3] NASA將再次授予7家商業(yè)航天公司先進(jìn)技術(shù)支持,SpaceX這次將獲得什么?( https://news.sohu.com/a/686695163_121124373)
[4] 星艦發(fā)射任務(wù)列表(https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E8%89%A6%E7%99%BC%E5%B0%84%E4%BB%BB%E5%8B%99%E5%88%97%E8%A1%A8)
[5] 藍(lán)源公司月球著陸器計(jì)劃于2025年首飛(https://www.cmse.gov.cn/hqsy/mg/202403/t20240325_55179.html)
[6] Artemis II Flight Readiness Polls Go to Proceed Toward April Launch(https://www.nasa.gov/blogs/missions/2026/03/12/artemis-ii-flight-readiness-polls-go-to-proceed-toward-april-launch/)
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