本報記者 王美華

當(dāng)?shù)貢r間4月10日20時07分(北京時間4月11日8時07分)， 執(zhí)行美國“阿耳忒彌斯2號”載人繞月飛行任務(wù)的“獵戶座”飛船返回地球，濺落在美國加利福尼亞州圣迭戈附近海域。 新華社/路透發(fā)

圖為4月6日從執(zhí)行“阿耳忒彌斯2號”載人繞月飛行任務(wù)的“獵戶座”飛船上拍攝的月球(前)和地球。 美國國家航空航天局供圖(新華社發(fā))

北京時間4月11日8時許，執(zhí)行“阿耳忒彌斯2號”載人繞月飛行任務(wù)的4名宇航員乘坐“獵戶座”飛船，濺落在美國加利福尼亞州圣迭戈附近海域，結(jié)束近10天的旅程。

這是美國自1972年“阿波羅17號”登月任務(wù)結(jié)束后的首次載人繞月任務(wù)，這次任務(wù)完成了哪些工作？對美國未來月球探測將產(chǎn)生怎樣的影響？本報記者就此專訪了全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩。

與阿波羅計劃有何不同

記者：首先，請您簡單介紹一下阿耳忒彌斯2號任務(wù)的背景、基本情況，這次它主要做了什么？

龐之浩：2017年，美國國家航空航天局(NASA)啟動阿耳忒彌斯計劃，核心目標(biāo)是重返月球并建立可持續(xù)駐留機制，為未來載人火星探測奠定基礎(chǔ)。該計劃的主要裝備包括“航天發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)重型火箭、“獵戶座”多用途載人飛船、“門戶”月球空間站(近期已被取消)及商業(yè)著陸器。

2022年12月，阿耳忒彌斯1號無人繞月任務(wù)驗證了核心裝備的基本性能，阿耳忒彌斯2號便是該計劃的第二階段任務(wù)。

當(dāng)?shù)貢r間2026年4月1日傍晚，搭載著“獵戶座”飛船的“航天發(fā)射系統(tǒng)”重型火箭從美國佛羅里達州肯尼迪航天中心發(fā)射升空，將4名宇航員送入繞月軌道，展開為期10天的任務(wù)。從發(fā)射到返回，飛船完成了地月轉(zhuǎn)移、繞月飛行、深空測試、返回地球等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

當(dāng)?shù)貢r間4月10日晚，“獵戶座”飛船濺落太平洋，宇航員返回地球。這是繼1972年阿波羅計劃后，美國時隔半個多世紀(jì)首次執(zhí)行載人繞月飛行任務(wù)，也是美國重啟載人登月計劃的關(guān)鍵一步。

記者：從科學(xué)角度來說，美國阿耳忒彌斯計劃的主要目標(biāo)是什么？和50多年前的阿波羅計劃相比，它的科學(xué)定位有哪些不同？

龐之浩：阿耳忒彌斯2號作為計劃第二階段任務(wù)，核心是為期10天的載人繞月飛行測試，驗證火箭、飛船及地面支持系統(tǒng)在載人狀態(tài)下的可靠性，確認生命保障、通信等關(guān)鍵系統(tǒng)的深空適配能力，演練軌道機動與應(yīng)急處置流程，為2028年阿耳忒彌斯4號載人登月鋪路。

與半個多世紀(jì)前的阿波羅計劃相比，阿耳忒彌斯計劃在戰(zhàn)略目標(biāo)、執(zhí)行模式和任務(wù)設(shè)計上都有著根本不同。

在戰(zhàn)略目標(biāo)上，從“到此一游”轉(zhuǎn)為“長期駐留”——

阿波羅計劃：誕生于美蘇冷戰(zhàn)時期，其核心目標(biāo)是政治性的，旨在通過“插旗式”的登月競賽，向蘇聯(lián)展示美國的科技和制度優(yōu)勢，是一場國家實力的緊急應(yīng)對行動。

阿耳忒彌斯計劃：目標(biāo)更為長遠和務(wù)實。它并非簡單的重復(fù)，而是以月球為“跳板”和“訓(xùn)練營”，旨在建立可持續(xù)的月球基地，為未來登陸火星乃至更遠的深空探索做準(zhǔn)備。計劃包括利用月球南極可能存在的水冰資源來制造氧氣和燃料，將月球打造成一個“太空加油站”。

在執(zhí)行模式上，從“舉國體制”轉(zhuǎn)為“全球商業(yè)合作”——

阿波羅計劃：是典型的“舉國體制”產(chǎn)物。NASA作為唯一的總指揮，集中了全國的資源和技術(shù)力量，統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一路線，高效推進。

阿耳忒彌斯計劃：采用了全新的“總包工頭”模式。NASA負責(zé)提出需求和總體協(xié)調(diào)，而將火箭、飛船、著陸器等關(guān)鍵部件的研發(fā)和生產(chǎn)任務(wù)“外包”給SpaceX、藍色起源等眾多商業(yè)公司。同時，該計劃也是一個國際項目，服務(wù)艙由歐洲航天局提供，機械臂來自加拿大，科學(xué)儀器有日本的貢獻，形成了全球協(xié)作的格局。這種模式雖然能激發(fā)商業(yè)創(chuàng)新活力，但也帶來了技術(shù)協(xié)調(diào)復(fù)雜、進度管理困難等挑戰(zhàn)。

在任務(wù)設(shè)計上，從“冒險沖刺”轉(zhuǎn)為“安全可持續(xù)”——

阿波羅計劃：為了在競賽中搶先，任務(wù)設(shè)計帶有極大的冒險色彩，追求一次性成功，設(shè)備和飛船基本是一次性使用。

阿耳忒彌斯計劃：更強調(diào)安全性和可持續(xù)性。任務(wù)節(jié)奏更為穩(wěn)妥，遵循“先無人試飛、再載人繞月、最后著陸”的步驟。例如，阿耳忒彌斯2號任務(wù)就是一次載人繞月飛行，旨在全面驗證“獵戶座”飛船的生命支持、通信導(dǎo)航等關(guān)鍵系統(tǒng)在深空環(huán)境下的可靠性，為后續(xù)載人登月掃清障礙。同時，新一代的航天器設(shè)計也考慮了可重復(fù)使用性，以降低成本。

此次為何“只繞不登”

記者：美國在阿波羅計劃時就實現(xiàn)了載人登月，這次為何只繞月不登月？背后有哪些科學(xué)層面的考量？

龐之浩：此次任務(wù)只繞不登，根本原因在于美國當(dāng)前登月的關(guān)鍵硬件條件仍未成熟。具體來說，月球著陸器、艙外宇航服等關(guān)鍵裝備仍未準(zhǔn)備就緒，尚不具備實際登月條件。此次阿耳忒彌斯2號任務(wù)只繞月、不登月，核心目標(biāo)是對整套載人深空飛行體系進行系統(tǒng)驗證。

與阿波羅時代的“競賽式登月”不同，阿耳忒彌斯2號任務(wù)聚焦“可持續(xù)探索”，不實施月球著陸，專注于積累深空飛行關(guān)鍵數(shù)據(jù)與工程經(jīng)驗。

記者：此次任務(wù)中，“航天發(fā)射系統(tǒng)”火箭和“獵戶座”飛船都是首次執(zhí)行載人任務(wù)。它們在技術(shù)上有哪些關(guān)鍵突破，來保障宇航員在深空的安全？

龐之浩：阿耳忒彌斯2號使用的重型火箭由波音公司主導(dǎo)研制，它在阿耳忒彌斯1號任務(wù)所用火箭的基礎(chǔ)上，進行了多項載人適配的改進，核心是提升可靠性與安全性。這枚火箭高約98米，直徑8.4米，起飛質(zhì)量約2688噸，推力約3900噸。它能將超過27噸的載荷送往月球軌道。它的運載系數(shù)約1.67%，安全冗余很充足。

針對載人飛行，火箭重點在4個方面做了安全強化：一是發(fā)動機與控制系統(tǒng)進行了冗余升級，RS-25發(fā)動機更換密封件、升級故障診斷模塊，固體助推器優(yōu)化推進劑配方，新增安全分離系統(tǒng)，分離成功率達99.99%；二是首次配備了“獵戶座發(fā)射中止系統(tǒng)”，可在發(fā)射段0.2秒內(nèi)將飛船帶離危險區(qū)域，響應(yīng)速度與覆蓋范圍優(yōu)于阿波羅時代的逃逸系統(tǒng)；三是優(yōu)化了燃料管理，其芯一級貯箱新增了低溫絕緣層，加注后發(fā)射臺停留時間從4小時延長至6小時，提升了發(fā)射窗口靈活性；四是升級了發(fā)射臺與測控系統(tǒng)，改造了39B發(fā)射臺并搭建雙測控鏈路，故障響應(yīng)延遲控制在1秒內(nèi)。通過一系列改進，單次發(fā)射事故概率從無人任務(wù)的1/1000降至1/5000，達到了NASA載人航天最高安全標(biāo)準(zhǔn)。

“獵戶座”飛船由洛馬公司主導(dǎo)研制。它在阿耳忒彌斯1號任務(wù)所用無人飛船的基礎(chǔ)上，圍繞宇航員生存與操作完成系統(tǒng)性改進。飛船發(fā)射質(zhì)量約21.9噸，由乘員艙與服務(wù)艙組成。乘員艙直徑5.03米，可容納4名宇航員，密封艙容積9.3立方米；服務(wù)艙由歐洲空客研制，負責(zé)推進、供電等功能。飛船配備循環(huán)式生命保障系統(tǒng)(支持4名宇航員最長21天自主飛行)、先進通信導(dǎo)航系統(tǒng)及直徑5米的燒蝕式隔熱罩，可承受2760攝氏度的再入高溫。

針對載人飛行，飛船的改進主要集中在五個方面：一是升級了乘員艙生命保障系統(tǒng)，氧氣再生效率提升至90%，新增了應(yīng)急氧氣儲備罐；二是強化了輻射防護，增設(shè)了2厘米聚乙烯防護層，可屏蔽70%深空高能粒子，配備了實時輻射監(jiān)測儀；三是優(yōu)化了人機交互設(shè)備，采用了高清觸控屏與語音控制，升級了自適應(yīng)緩沖座椅；四是服務(wù)艙推進系統(tǒng)采用了雙備份設(shè)計，太陽能電池板功率提升至12.5千瓦，熱控系統(tǒng)適配深空極端溫差；五是升級了通信導(dǎo)航，激光通信速率達1.2吉比特/秒，導(dǎo)航定位誤差縮小至3千米，支持月球背面自主導(dǎo)航，同時保留了應(yīng)急通信鏈路。

刷新距離紀(jì)錄價值幾何

記者：“獵戶座”飛船飛至月球背面期間，與地球的最遠距離約為40.68萬公里，創(chuàng)下人類太空飛行距離的新紀(jì)錄。為什么要讓宇航員飛到這么遠的深空進行探測？如何看待這個新紀(jì)錄？

龐之浩：從科學(xué)研究角度看，將宇航員送往如此遙遠的深空，核心是驗證深空生存技術(shù)、獲取月球及深空的一手?jǐn)?shù)據(jù)、研究人類在深空的生理適應(yīng)機制，并為更遠的行星探索奠定基礎(chǔ)。

此次飛行打破了阿波羅13號1970年創(chuàng)下的40.02萬公里紀(jì)錄，這一突破具有多方面價值。例如，對新一代載人深空系統(tǒng)進行了實戰(zhàn)型技術(shù)驗證，也驗證了自由返回軌道技術(shù)，包括厘米級軌道計算與長時自主運行能力(月背通信中斷約40分鐘，飛船完全自主)，還驗證了地球-深空遠距離測控與指令傳輸能力。

同時，這標(biāo)志著從阿波羅到阿耳忒彌斯的深空探索范式轉(zhuǎn)型，為阿耳忒彌斯4號(預(yù)計2028年載人登月)與月球基地建設(shè)降低工程風(fēng)險，也為未來的載人火星探測進行了部分技術(shù)預(yù)演。

讓宇航員飛這么遠，對破解月球起源與演化的核心謎團有促進作用。月背保留了太陽系早期撞擊與火山活動記錄，并且能屏蔽地球電磁干擾。宇航員飛抵該區(qū)域后，可實時識別、判斷、調(diào)整觀測目標(biāo)，快速捕捉細微地貌、異常成分與動態(tài)現(xiàn)象，可為后續(xù)月背著陸區(qū)選址、資源勘探(如水冰、氦-3)等提供關(guān)鍵依據(jù)。

另外，這有助于解答“人類能否在深空長期生存”的問題。地月空間輻射強度遠高于近地軌道，輻射主要來自銀河宇宙線、太陽高能粒子。此次任務(wù)首次在近地軌道之外開展“器官芯片”實驗，對比深空與地面細胞樣本，可研究輻射對DNA、免疫系統(tǒng)的影響。也能觀測心血管、骨骼、肌肉、神經(jīng)在深空微重力與復(fù)合環(huán)境下的變化，為火星任務(wù)、月球長期駐留的醫(yī)學(xué)保障與防護技術(shù)提供數(shù)據(jù)。

簡言之，飛行至40.68萬公里，在工程上，驗證了載人深空往返的全套能力；在科學(xué)上，為月球背面、深空輻射、宇宙觀測等研究提供了新的條件；在戰(zhàn)略上，為載人登月、火星任務(wù)、地外資源開發(fā)奠定基礎(chǔ)。宇航員進行深空探測，有助于進一步理解深空環(huán)境、適應(yīng)長期飛行、創(chuàng)造新的探測能力。

對美登月計劃有何影響

記者：宇航員在繞月過程中直接觀測了月球背面，還記錄了微隕石撞擊月球的閃光現(xiàn)象，這些觀測數(shù)據(jù)對月球科學(xué)研究有什么實際意義？

龐之浩：飛船上的宇航員直接觀測月球背面部分區(qū)域。由于人眼對月表地貌、紋理特征的分辨能力可彌補設(shè)備觀測的不足，此次任務(wù)可以為月球研究提供全新視角。

在本次任務(wù)中，宇航員還觀察到了微隕石撞擊月球表面產(chǎn)生的撞擊閃光現(xiàn)象。宇航員將閃光描述為持續(xù)數(shù)毫秒的無色光點，并記錄了閃光在月面出現(xiàn)的時間與位置。有科研人員認為，宇航員登陸月面以及后續(xù)建設(shè)月面基地可能遭遇微隕石的持續(xù)撞擊，掌握其撞擊頻率與破壞力有助于保障宇航員安全和規(guī)劃未來任務(wù)。

記者：這次任務(wù)中，宇航員既是執(zhí)行者也是科研對象，此次開展了多項人體生理研究，最受關(guān)注的是什么？有什么意義？

龐之浩：阿耳忒彌斯二號任務(wù)的一大重點是研究深空對人類健康的影響。此次宇航員直接暴露于更強的宇宙輻射之下。飛船艙內(nèi)安裝了輻射傳感器監(jiān)測劑量，宇航員也在任務(wù)前后提供唾液和血液樣本，以評估免疫系統(tǒng)等生理變化。

本次任務(wù)中最前沿的人體健康研究是“器官芯片”實驗。科學(xué)家從宇航員捐獻的血液中提取未成熟骨髓細胞，分別植入兩塊大小類似U盤的生物芯片中，一塊隨飛船進入深空，另一塊留在地面作為對照。

這類芯片可以看作人體器官的“化身”。通過微流控技術(shù)，科學(xué)家能夠在芯片上模擬大腦、肺、心臟、胰腺和肝臟等器官的結(jié)構(gòu)和功能，從而觀察人體細胞對輻射或醫(yī)療干預(yù)的反應(yīng)。這項名為“AVATAR”(虛擬宇航員組織模擬反應(yīng))的實驗有望為未來的載人登月任務(wù)提供信息，并幫助做好人類登陸火星的準(zhǔn)備。

任務(wù)結(jié)束后，科學(xué)家會對每位宇航員的兩塊芯片進行比較，以評估深空環(huán)境是否導(dǎo)致更多DNA損傷、端粒變化或其他生物學(xué)影響，并將這些數(shù)據(jù)與宇航員健康狀況進行關(guān)聯(lián)分析。

記者：這次任務(wù)驗證的深空輻射防護、生命保障等技術(shù)，對美登月計劃有何影響？

龐之浩：此次任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)以驗證載人深空飛行能力為主，兼顧月球與空間探測。任務(wù)中，科研人員重點監(jiān)測了深空輻射對人體的影響，研究了微重力環(huán)境下的生理變化，同時獲取了月球背面及南極區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)。尤為關(guān)鍵的是，任務(wù)驗證了“獵戶座”飛船的生命維持系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)以及高速再入隔熱系統(tǒng)，為后續(xù)登月及深空長期任務(wù)積累了關(guān)鍵的環(huán)境、工程與生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。

從目前披露的信息來看，“獵戶座”飛船在飛行過程中也出現(xiàn)了一系列異常。例如，廁所系統(tǒng)在微重力環(huán)境下運行不穩(wěn)定，部分功能受到限制；通信鏈路在某些階段出現(xiàn)波動，數(shù)據(jù)回傳存在間歇性中斷。這類問題如果放在單項系統(tǒng)測試中，屬于需要重點整改的缺陷，但在整套飛行任務(wù)中，它們并沒有形成跨系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)，也未對核心安全能力構(gòu)成實質(zhì)性削弱。換句話說，系統(tǒng)雖然出現(xiàn)過故障，但任務(wù)始終處于可控范圍之內(nèi)。

從長遠來看，此次任務(wù)驗證的深空技術(shù)將助力載人火星任務(wù)突破瓶頸，帶動商業(yè)航天發(fā)展，加速航天材料與能源技術(shù)民用轉(zhuǎn)化。同時，這一任務(wù)也鞏固了美國深空探索的領(lǐng)先地位，推動全球航天形成“競爭+合作”格局。

最新消息顯示，美國計劃2027年執(zhí)行“阿耳忒彌斯3號”任務(wù)，在近地軌道開展系統(tǒng)及運行能力測試；2028年開展“阿耳忒彌斯4號”登月任務(wù)。

不過，實際情況可能并不樂觀。阿耳忒彌斯計劃已多次出現(xiàn)進度延誤和成本超支等問題。受政策調(diào)整、預(yù)算壓力、產(chǎn)業(yè)鏈重建等多重因素影響，美國登月計劃多次推遲，目標(biāo)時間從最初的2024年一路延后至2028年。目前，該計劃總預(yù)算超930億美元，單次發(fā)射與飛船造價高昂，任務(wù)延期還可能影響后續(xù)計劃與國際合作信心，其載人登月目標(biāo)能否如期實現(xiàn)仍存在諸多不確定性。

阿波羅探月大事記

(1961年5月—1972年12月)

1961年5月25日，美國總統(tǒng)肯尼迪宣布，在20世紀(jì)60年代結(jié)束之前，將把人送上月球并安全返回地面，阿波羅計劃正式啟動。

1967年1月27日，阿波羅1號指令艙在發(fā)射臺進行模擬測試時起火，3名航天員在這場火災(zāi)中遇難。

1967年11月9日，阿波羅4號無人測試發(fā)射，土星5號火箭首次全系統(tǒng)飛行測試。

1968年1月22日，阿波羅5號無人測試發(fā)射，首次在地球軌道測試登月艙。

1968年4月4日，阿波羅6號無人測試發(fā)射，土星五號最后一次無人飛行測試。

1968年10月11日，阿波羅7號發(fā)射，首次進行載人飛行試驗，3名航天員進入環(huán)繞地球飛行的軌道，這次飛行對飛船的指令艙與服務(wù)艙進行了驗證。

1968年12月21日至27日，載有3名航天員的阿波羅8號飛船成功飛臨月球上空，這是世界上第一艘飛到月球附近的載人飛船，也是人類第一次親臨月球附近，飛船繞月飛行10圈后返回地球，在太平洋安全濺落。

1969年3月3日，阿波羅9號發(fā)射，這是首次搭載完整登月艙(含指令艙、服務(wù)艙與登月艙)的載人飛行，所有操作都在地球軌道進行。宇航員對登月艙進行了全面測試并完成艙外活動，模擬了未來登月所需的各項操作。

1969年5月18日，阿波羅10號發(fā)射。作為登月“彩排”，它執(zhí)行了除最終著陸外的所有流程。登月艙下降到距月面僅15.6公里的高度，為阿波羅11號著陸做好了準(zhǔn)備。

1969年7月16日，阿波羅11號載著3名航天員阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯升空。格林威治時間7月20日20時17分，阿姆斯特朗與奧爾德林駕駛登月艙在月面靜海區(qū)著陸。他們先后出艙，人類的足跡第一次印在了月球上。飛船登月艙在月面停留了21小時36分，2名航天員在艙外活動2小時31分，采集了21.7千克月球樣品，安裝了科學(xué)儀器。隨后他們駕駛登月艙離開月球，與柯林斯駕駛的繞月飛行的指令服務(wù)艙會合，并一同返回地球。7月24日，三人安全濺落在太平洋，首次載人登月任務(wù)圓滿完成。

1969年11月14日，阿波羅12號發(fā)射，第二次登月。實現(xiàn)了精確定點著陸，飛船降落在“勘測者3號”探測器僅180米遠的地方，宇航員們回收了該探測器的部分部件，帶回了地球。

1970年4月11日，阿波羅13號發(fā)射，起飛55小時55分時，服務(wù)艙2號氧貯箱爆炸，航天員面臨無法返回地球的危險。在地面控制中心的指揮下，3名航天員逐一解決了面臨的難題，最終利用登月艙發(fā)動機成功返回地球。

1971年1月31日，阿波羅14號發(fā)射，第三次登月。宇航員完成2次月面行走、采樣約42千克。宇航員艾倫·謝潑德在月球上成功擊打了兩個高爾夫球，成為目前唯一在月球上打過高爾夫球的人。

1971年7月26日，阿波羅15號發(fā)射，首次攜帶月球車，大幅擴展了宇航員的探索范圍。任務(wù)采集到一塊被稱為“起源石”的斜長巖樣本，經(jīng)分析約有41億年歷史，被認為是原始月球地殼的一部分。

1972年4月16日，阿波羅16號發(fā)射。4月27日，飛船降落在月球赤道附近的笛卡爾高地，這是阿波羅計劃中首次在月球高地著陸。宇航員們在月球上停留了71小時，駕駛月球車進行了三次艙外活動。

1972年12月7日，阿波羅17號發(fā)射。這是阿波羅計劃的最后一次登月任務(wù)，宇航員在月面停留創(chuàng)紀(jì)錄的約75小時，整個任務(wù)期間進行了3次外出考察，采集了大量巖石標(biāo)本，對于無法帶回地球的大塊巖石，進行了詳細的記述和拍攝。12月19日，阿波羅17號宇宙飛船在太平洋目標(biāo)區(qū)濺落，標(biāo)志著阿波羅載人登月計劃圓滿結(jié)束。

(本報記者王美華整理)