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阿爾忒彌斯計(jì)劃旨在實(shí)現(xiàn)人類重返月球并建立可持續(xù)駐留機(jī)制,重點(diǎn)探測(cè)月球南極開發(fā)水冰及驗(yàn)證深空生存技術(shù)。
時(shí)隔54年后,美國(guó)再次發(fā)射登月火箭,新一代火箭搭載著4名宇航員執(zhí)行阿耳忒彌斯2號(hào)載人繞月任務(wù)。相比布什、奧巴馬時(shí)期都以失敗告終的結(jié)果,特朗普時(shí)期的情況不僅要拿到結(jié)果,而且顯得有點(diǎn)著急,原因究竟是什么?相比土星五號(hào),這次火箭有哪些區(qū)別?另外,相比美蘇太空競(jìng)賽,中美都公布了自己的載人登月計(jì)劃,但這次并不是在爭(zhēng)奪排名,究竟在搶奪什么?美國(guó)是否擔(dān)心被中國(guó)搶先,才緊急重返月球?
先來回答第一個(gè)問題,那就是相比布什、奧巴馬時(shí)期登月計(jì)劃的搖擺不同,特朗普政府主導(dǎo)的阿耳忒彌斯計(jì)劃帶著強(qiáng)烈的“趕超焦慮”。布什的“星座計(jì)劃”因成本失控、技術(shù)難產(chǎn)被擱置;奧巴馬時(shí)期更是放棄月球轉(zhuǎn)向火星探索,核心在于當(dāng)時(shí)缺乏緊迫的競(jìng)爭(zhēng)壓力與政治剛需。而如今,中國(guó)嫦娥工程穩(wěn)步突破,明確2030年前載人登月,讓美國(guó)陷入“不能落后”的霸權(quán)恐慌,這成為其急推計(jì)劃的最直接動(dòng)力。
特朗普的著急,本質(zhì)是政治與戰(zhàn)略的雙重驅(qū)動(dòng)。對(duì)內(nèi),登月被視為讓美國(guó)再次偉大的標(biāo)志性政績(jī),試圖以航天成就凝聚分裂的國(guó)內(nèi)共識(shí),為政治博弈加分;對(duì)外,美國(guó)試圖通過搶先登陸月球南極、主導(dǎo)《阿爾忒彌斯協(xié)定》,搶占月球水冰、氦-3等戰(zhàn)略資源,確立自身在太空領(lǐng)域的規(guī)則制定權(quán)。
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作為第一款登月火箭,土星五號(hào)創(chuàng)了很多歷史,13次發(fā)射全部成功,將30名宇航員送入太空、27人抵達(dá)月球軌道。
所以,這就引出了我們今天討論的第二個(gè)問題,那就是相比土星五號(hào),此次執(zhí)行任務(wù)的SLS火箭,雖同為美國(guó)登月核心運(yùn)載火箭,但還是存在至少5大方面的區(qū)別:
首先,從性能參數(shù)來看,土星五號(hào)作為上世紀(jì)60年代的巔峰之作,后期型號(hào)地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)43.5噸,而當(dāng)前SLS所用的Block 1構(gòu)型僅為27噸,運(yùn)力差距明顯;但SLS終極構(gòu)型設(shè)計(jì)起飛推力達(dá)4173噸,比土星五號(hào)的3520噸高出約20%,展現(xiàn)出更強(qiáng)的潛力。
其次,在技術(shù)配置上,兩者差距尤為突出,土星五號(hào)是專為登月全新設(shè)計(jì)的三級(jí)火箭,采用F-1煤油發(fā)動(dòng)機(jī),而SLS則是“拼裝式”設(shè)計(jì),復(fù)用航天飛機(jī)的RS-25型氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、固體助推器等成熟部件,雖發(fā)動(dòng)機(jī)效率更高、真空比沖更優(yōu),但系統(tǒng)集成難度大。
再次,電子系統(tǒng)方面,SLS有著代際優(yōu)勢(shì),搭載先進(jìn)的數(shù)字化控制系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)鏈和自主故障診斷系統(tǒng),在軌道控制和應(yīng)急處理上遠(yuǎn)優(yōu)于土星五號(hào)依賴模擬電路的技術(shù)水平。
然后,可靠性上,土星五號(hào)13次發(fā)射全部成功,奠定了其經(jīng)典地位,而SLS自研發(fā)以來故障頻發(fā),液氫泄漏、管線堵塞等問題反復(fù)出現(xiàn),即便此次發(fā)射也未徹底根除隱患,這與SLS倉(cāng)促趕工、拼裝式設(shè)計(jì)的妥協(xié)密切相關(guān)。
最后,兩者的研發(fā)背景也截然不同,土星五號(hào)是冷戰(zhàn)時(shí)期傾舉國(guó)之力的產(chǎn)物,系統(tǒng)整合度高;SLS則受制于預(yù)算、工期及政治訴求,更側(cè)重短期成果,本質(zhì)是技術(shù)繼承與政治需求的結(jié)合,而非全新的技術(shù)突破。
也正是這些原因和區(qū)別,雖然美國(guó)航天技術(shù)有著深厚的積淀,也有著成功登月的歷史,但SLS火箭急功近利之下隱患重重,此次發(fā)射前,SLS就曾因液氫泄漏、氦氣通路堵塞、飛行終止系統(tǒng)電氣線束故障等問題兩度推遲發(fā)射,工程師通過更換密封件、檢修管路、更換線束等方式,解決了這些影響發(fā)射的關(guān)鍵故障,確保了任務(wù)順利升空。
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長(zhǎng)征10號(hào)火箭和夢(mèng)舟載人飛船已經(jīng)試驗(yàn)成功,中國(guó)載人登月計(jì)劃正在穩(wěn)步推進(jìn)
所以,即使SLS火箭在系統(tǒng)整合上還存在部分隱患,美國(guó)也沒有停下載人登月的腳步,雖然各種原因登月計(jì)劃一拖再拖,但特朗普簽署行政命令,要求2028年必須實(shí)現(xiàn)登月,并計(jì)劃在月球部署核反應(yīng)堆。結(jié)合中國(guó)公布要在2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月,而且相關(guān)的長(zhǎng)征10號(hào)火箭和夢(mèng)舟載人飛船已經(jīng)試驗(yàn)成功,這就不得不說一下第三個(gè)問題,那就是此次中美之間的登月計(jì)劃,已經(jīng)不再是為了搶個(gè)世界排名,那究竟是在搶奪什么?我認(rèn)為,主要聚焦在3大核心維度:
第一,搶奪月球戰(zhàn)略資源的開發(fā)主導(dǎo)權(quán);根據(jù)目前探測(cè)的數(shù)據(jù)可以知道,月球上最重要的資源,就是儲(chǔ)量達(dá)到百萬噸級(jí)的氦-3元素,這是可控核聚變的理想元素,主要原因是在核反應(yīng)過程中?不產(chǎn)生中子?、?放射性極低?,加上?能量效率高?等關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),因此是未來地球需要的高效、清潔能源。相比較地球目前總儲(chǔ)量不足半噸的情況,一旦能把月球的氦-3元素運(yùn)回地球,按照目前地球消耗的能源需求,可以支撐人類使用1萬年之久。但要做到這一點(diǎn),除了技術(shù)上突破、探明氦-3元素在月球上的分布情況之外,最重要的就是建立月球基地和生命保障系統(tǒng),而要做到這些,就需要有水,目前,根據(jù)探測(cè)可以知道,月球南極的永久陰影區(qū)內(nèi),蘊(yùn)藏著豐富的水冰,未來不僅可以實(shí)現(xiàn)月球工程師的自給自足,還可以電解為氧氣和火箭燃料,這對(duì)月球資源的長(zhǎng)期開發(fā)至關(guān)重要,還要注意的是,月球上沒有大氣層,載人火箭發(fā)動(dòng)機(jī)起降引發(fā)的灰塵,可能會(huì)影響周圍幾十公里的范圍,所以,必須搶奪最佳登陸地點(diǎn)建立基地,否則就可能失去月球開發(fā)的先機(jī)。因此,在月球資源開發(fā)這一塊,中美兩國(guó)的目標(biāo)這次都十分明確。
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月球基地是深空探索的“前哨站”與“補(bǔ)給站”,更是連接地球與深空的關(guān)鍵樞紐。
第二,就是太空治理規(guī)則的制定權(quán);美國(guó)通過《阿爾忒彌斯協(xié)定》拉攏50余國(guó),構(gòu)建排他性探月聯(lián)盟,試圖將自身標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為全球太空開發(fā)規(guī)則,強(qiáng)調(diào)“先占先得”的資源開發(fā)邏輯。而中國(guó)則聯(lián)合俄羅斯等國(guó)推進(jìn)國(guó)際月球科研站建設(shè),倡導(dǎo)開放共享、多邊共治的理念,吸引了多個(gè)國(guó)家和國(guó)際組織參與,主張?jiān)虑蚴侨祟惞餐?cái)富,試圖打破美國(guó)的規(guī)則壟斷,提供另一種公平合理的太空治理方案。這種規(guī)則之爭(zhēng),本質(zhì)是兩種發(fā)展理念的較量,將決定未來數(shù)十年太空開發(fā)的基本秩序。
第三,是深空探索的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì);中美登月計(jì)劃的推進(jìn),本質(zhì)是航天技術(shù)體系的全面比拼,從火箭運(yùn)力、著陸精度到資源開采、原位利用技術(shù),每一項(xiàng)突破都將奠定自身在深空探索領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。同時(shí),登月計(jì)劃還將帶動(dòng)商業(yè)航天、新材料、新能源等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,美國(guó)依托NASA與商業(yè)航天企業(yè)的合作模式布局產(chǎn)業(yè)鏈,中國(guó)則通過“天工開物”專項(xiàng)搭建資源開發(fā)全鏈條,這場(chǎng)產(chǎn)業(yè)布局的爭(zhēng)奪,將進(jìn)一步鞏固各自的科技與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,為后續(xù)火星探測(cè)等更深層次的深空探索奠定基礎(chǔ)。
所以,分析完以上三個(gè)問題,第四個(gè)問題也就十分清楚了,那就是,不管是從資源開發(fā)、規(guī)則制定,還是技術(shù)與產(chǎn)業(yè)需要等各個(gè)方面,美國(guó)確實(shí)有擔(dān)心被中國(guó)搶先的原因,才緊急重返月球。
最后,一句話總結(jié)今天的節(jié)目,航天探索的本質(zhì),從來不是大國(guó)間“爭(zhēng)先搶后”的零和博弈,而是人類共同邁向深空、追求進(jìn)步的共同事業(yè)。
好,關(guān)注小徹,我們下期再見。
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