美國登月計劃,爲何屢屢推遲?

這是9月24日在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心拍攝的新一代登月火箭“太空發射系統”。(新華社/法新/圖)

2022年10月4日,美國國家航空航天局(NASA)發佈消息表示,在登月計劃籌備工作框架內,擬在該國亞利桑那州進行爲期兩週的實驗,爲未來“阿爾忒彌斯”的任務做準備。

“阿爾忒彌斯”是美國政府2019年宣佈的新登月計劃,但至今尚未成功實施。

2022年9月26日深夜,由於颶風“伊恩”導致佛羅里達州的潛在“災難性”,美國宇航局將登月火箭“太空發射系統”從位於佛羅里達州肯尼迪航天中心的發射臺撤下,運回總裝大樓。

這是“太空發射系統”第三次錯失發射機會。此前已經因發動機故障和燃料泄漏的技術原因,分別於8月29日和9月3日推遲發射。

“發射計劃屢次推遲,直接原因是技術問題,往深層次看是資金支持問題。而最根本的原因,則是美國對於重返月球的需求不是特別迫切。”

軍事專家張學峰向南方週末記者分析,由於載人登月耗費巨大,短期內難有回報,美國國會爲其撥款時,也要斟酌再三。

按照NASA計劃,人類或將在2025年實現“阿爾忒彌斯3號”重返月球任務,但受訪專家們提醒,實際時間可能會推遲。

美國登月計劃能否成功,成了一大懸念。

一波三折

2022年8-9月,搭載“獵戶座”飛船的“太空發射系統”,一直豎立在肯尼迪航天中心39B發射臺。

美聯社9月13日報道稱,早在8月17日,SLS火箭、獵戶座飛船和十個微小衛星載荷組合體,被運到了發射架。在液氫液氧推進劑加註過程中,低溫推進劑需要進入4臺RS-25發動機中循環流動,以在發射前冷卻發動機。但第3臺發動機出現了難以短時解決的問題,不得不推遲。

在更早的3月18日,SLS火箭就抵達發射架,進行總裝後的測試和全箭推進劑加註的“溼彩排”。整個4月份,火箭和發射架先後出現大型排風扇、地面排氣閥、液氫泄漏等一系列問題,被迫於4月26日重新推回總裝車間。直到6月份,才完成了“溼彩排”。

SLS並非是顛覆性的新型火箭技術,而是持續四十年的成熟項目航天飛機的“火箭版”,以此前取消的“戰神”系列火箭爲研發基礎,前後持續十餘年開發。

“阿爾忒彌斯使用了很多成熟的技術。”張學峰認爲,SLS火箭使用了航天飛機的助推器技術,芯級發動機RS-25採用航天飛機的發動機。“這些技術經受了航天飛機一百多次發射任務,應該說是比較成熟的設計,甚至是古老的設計。”

實際上,該計劃最初是想實現在2024年前將美國宇航員再次送上月球。由於預算不足等原因,美國航天局2021年11月宣佈,宇航員重返月球可能比原計劃推遲一年,最早於2025年登月。

“太空發射系統”是美國航天局新一代大推力運載火箭。“阿爾忒彌斯”計劃主要由6個主要部分組成,以火箭爲主,“獵戶座”載人飛船、地面探索系統、載人登月系統爲輔,最終完成“門戶”月面太空站以及阿爾忒彌斯基地。

按照美國新登月計劃,在宇航員重返月球之前,首先由“太空發射系統”搭載“獵戶座”飛船開展代號爲“阿爾忒彌斯1號”的無人繞月飛行測試。這一任務成功後,將開展“阿爾忒彌斯2號”載人繞月飛行測試。

美國的再次登月計劃聲勢浩大,經歷了一波三折後,還未實現。

上世紀六七十年代,美蘇兩個超級大國展開激烈的太空競賽,以傾國之力爭相開展登月計劃。1969年7月20日,阿姆斯特朗等三位美國宇航員登上月球,人類真正地瞭解了月球,與其有了“第一次親密接觸”,從此不再“望月興嘆”。

僅僅4個月後,一架被稱爲阿波羅12號的飛船也開始躍躍欲試,並於1969年11月14日正式升空,第二次探秘月球。這是一場登月的“接力賽”。不過,“阿波羅”計劃僅花了八年時間。相比之下,“阿耳忒彌斯”計劃已經拖延了十多年。

張學峰認爲,對於人類而言,在外星建設基地,是解決“後天”的問題,而不是解決“今”天的問題,人類可以進行準備和嘗試,“但不一定很急”。

在“阿爾忒彌斯”計劃中,NASA將從42名具有多樣性的候選人中挑選登月宇航員,並計劃將他們在月球上的停留時間延長至至少一週,其最終目標是在月球上建立長期存在,作爲將人類送向火星的跳板。

NASA公開承諾,一旦“獵戶座”太空艙返回地球,他們將宣佈第一批執飛“阿爾忒彌斯”計劃的人員名單。美國航空航天局曾公開表示,第一位女性和第一位有色人種宇航員將有望登上月球。

“實際上,如果從純技術上出發,通過科技的研發,在月球上建設小規模的基地,沒有克服不了的困難。”張學峰認爲,時至今日,航天科技有了巨大進步,並且仍有很大的提升潛力,建設月球基地不是夢想。

惹爭議的高昂費用

登月計劃數次推遲發射,花費遠超預算,一直以來受到多方爭議。

美國宇航局監察長辦公室在2021年11月發佈的一份報告中估算,“阿爾忒彌斯”計劃的前四次任務,每次發射成本達到41億美元,到2025年,該計劃將耗資930億美元。

猶他州立大學高級研究員埃利·杜拉多在2020年刊發的一篇文章中認爲,美國宇航局的“太空發射系統是一個無法挽回的錯誤”。“這個項目充滿了政治分肥,開發成本奇高,而喜歡該項目的只有軍火承包商”。

上海國防教育學院教授蘇世偉向南方週末記者表示,該計劃的預算成本一路飆升,發射成本也越來越高。“運作起來的週期長,利益短期內不明顯,各方面協調起來有難度。”

喬治·華盛頓大學太空政策研究所創始人約翰·洛格斯登(JohnLogsdon)同樣指出,“阿爾忒彌斯”探月計劃的首航飛行具有風險,如果試飛出現問題,螺旋式上升的項目成本和屢次推遲的任務時間,將使人類重返月球變得更加艱難。

“阿爾忒彌斯”計劃成本爲何如此高昂?推遲的根本原因又是什麼?

2021年10月11日,美國宇航局官網報道稱,宇航局局長比爾·尼爾森(BillNelson)表示,“阿爾忒彌斯2號”任務包括將宇航員送入比人類以往任何一次旅行更遠的太空,大約40,000英里,載人飛船的開發成本爲93億美元。

“展望未來,NASA計劃在未來至少進行10次登月,需要從2023年的預算開始爲未來的着陸器競爭大幅增加資金。”尼爾森說。

蘇世偉表示,如今美國的航天配套技術和產業相對衰弱,且沒有從徹底上解決火箭發射的技術問題。“檢查設備的成本也很高,在想節約成本的情況下,往往會忽略掉潛在的問題,導致發射不順利。”

NASA網站上列出了總計3800多家的承包商在全美的分佈情況,主要承包商包括波音、Jacobs、洛克希德·馬丁和諾斯羅普·格魯曼。“阿爾忒彌斯”計劃930億美元中的大部分都流向這些公司。

“如果美國傾其國力,有能力承載登月計劃帶來的經濟風險。”蘇世偉認爲,但是美國在政治上分化撕裂嚴重,要想在這方面形成合力比較困難。美國的經濟運作資本,也大多掌握在軍工集團手裡,所以實施計劃困難重重,質量也並非能得到保證。

蘇世偉還提出,美國還想在重返月球的競賽裡領先,但從目前來看,高昂的登月計劃成本,將成爲阻擋美國實現目標的主要因素之一。“這也是美國即將面臨的弊端”。

能否登月,仍然是

美國政府內對於是否重返月球,什麼時候重返月球等問題,有不同甚至爭議的聲音。“背後至少部分原因是利益的驅使。”張學峰認爲。

2022年10月4日,美國國家航空航天局發佈消息表示,擬在該國亞利桑那州,進行登月計劃實驗,爲未來的任務做準備。

按照美國宇航局的規劃,“阿爾忒彌斯”計劃並非簡單完成載人登月,而是意圖讓人類能永久性地在月球和月球周圍定居。完整的計劃包括六大組成部分:SLS火箭、“獵戶座”載人飛船、探索地面系統、“門戶”月球軌道空間站、載人登月系統和“阿爾忒彌斯大本營”月球基地。

此外,美國航天局還制定了《阿爾忒彌斯協定》,這是一套探索月球的原則,已有多個國家加入。包括澳大利亞、加拿大、意大利、日本、盧森堡、阿聯酋和英國等,並希望能確認開採月球礦產資源的所有權。

2022年5月,日本政府宣佈,將首名日本航天員登陸月球作爲與美國合作的重要組成部分,推動“阿爾忒彌斯”計劃。

“實際上,這是世界科技和經濟發展到一定程度的必然結果。”蘇世偉認爲,“登月潮”的前提是需要世界太平。“且因爲疫情原因,很多國家的經濟狀況也受到了影響。”

不過,俄羅斯也始終沒有放棄載人登月的夢想。

2021年俄羅斯宣佈暫停“葉尼塞”重型火箭的技術設計工作後,俄羅斯的載人登月項目改由多枚“安加拉-A5”大型火箭聯合執行。它們計劃通過多次發射,分別將載人飛船、月球着陸系統及空間拖船送入近地軌道,進行在軌對接後再實施登月。

印度同樣對載人登月充滿興趣。印度空間研究組織宣佈將在2023年發射“月船3號”探測器,同時加速培訓本國航天員,以實現獨立將航天員送入太空的能力。印度空間研究組織負責人明確表示,“正在關注載人登月任務”。

蘇世偉認爲,如今美國國內矛盾重重,還有很多需要着重解決的問題。“不可能把主要的精力放在登月上。”他表示,美國如果能把登月計劃的成本降下來,並把技術研發的核心成本降下來,不管是技術儲備還是經濟實力,登月計劃應該還是可以實現的。

但從目前來看,NASA在2025年能否如期實施該計劃,仍然是謎。

南方週末記者 王瑭琳