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阿爾忒彌斯計(jì)劃:人類(lèi)要重返月球,還要建永久定居點(diǎn)

星明天文臺(tái)
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世界頂級(jí)業(yè)余天文臺(tái),致力于新天體發(fā)現(xiàn)、測(cè)光和光譜觀測(cè)等研究。
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作者|馮梓洋

審核|黃堅(jiān)

編輯|趙經(jīng)遠(yuǎn)

1969年7月20日,美國(guó)通過(guò)阿波羅11號(hào)將三名宇航員送往月球附近,其中兩位宇航員(尼爾·阿姆斯特朗、巴茲·奧爾德林)代表人類(lèi)第一次登上了月球。在此之后,美國(guó)又相繼通過(guò)阿波羅計(jì)劃讓10名宇航員登上了月球。然而從1972年阿波羅17號(hào)宇航員吉恩·塞爾南和哈里森·施密特離開(kāi)月球表面以后,五十多年來(lái)再也沒(méi)有宇航員踏上月球。人類(lèi)探索宇宙的足跡從38萬(wàn)公里以外的月球退至400公里高度的地球空間站。

留守在阿波羅11號(hào)指揮艙內(nèi)的宇航員邁克爾·柯林斯拍攝的登月艙、月球和地球(圖片來(lái)源于NASA)

隨著2003年哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)解體事故的發(fā)生,迫使NASA提出一套完整的載人航天方案——也就是后來(lái)的星座計(jì)劃,星座計(jì)劃兼顧載人登月目標(biāo),預(yù)計(jì)最晚2020年讓美國(guó)宇航員再次登上月球。但是,由于這次計(jì)劃耗費(fèi)資金量過(guò)大的問(wèn)題,星座計(jì)劃中的大部分內(nèi)容都在2010年取消。盡管星座計(jì)劃已經(jīng)擱淺,但這并不意味著美國(guó)重返月球雄心的終結(jié)。

2017年12月11日,美國(guó)簽署了《1號(hào)太空政策指令》,授權(quán)了開(kāi)展以月球?yàn)橹行牡娜蝿?wù),阿爾忒彌斯計(jì)劃也由此展開(kāi)了序幕。2019年3月26日,美國(guó)宣布載人登月時(shí)間將提前至2024年。同年5月14日,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)宣布新的登月計(jì)劃以希臘神話中的月亮女神阿爾忒彌斯命名,又于7月份公布了阿爾忒彌斯計(jì)劃(Artemis program)的標(biāo)志圖案。

阿爾忒彌斯計(jì)劃LOGO(圖片來(lái)源于NASA)

阿爾忒彌斯計(jì)劃旨在讓人類(lèi)再次踏上月球,并以月球?yàn)橹修D(zhuǎn)站,為登陸火星奠定基礎(chǔ)。阿爾忒彌斯計(jì)劃主要由太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)、獵戶(hù)座飛船、月球門(mén)戶(hù)空間站(Lunar Gateway)、人類(lèi)著陸系統(tǒng)(HLS)——星艦(Starship)和藍(lán)月亮(Blue moon)著陸器組成。

太空發(fā)射系統(tǒng)SLS(圖片來(lái)源于NASA)

阿爾忒彌斯計(jì)劃規(guī)模龐大,任務(wù)相當(dāng)復(fù)雜,一共分為兩個(gè)階段,第一階段的目標(biāo)最初是在2024年前實(shí)現(xiàn)登陸月球南極,但現(xiàn)已被推遲到2026年;第二階段計(jì)劃在2030年之前建立月球基地。

第一階段一共分三步,第一步由太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)的Block 1重型運(yùn)載火箭搭載“獵戶(hù)座”載人飛船進(jìn)行無(wú)人繞月測(cè)試飛行,這就是“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù)。從2022年11月16日起飛到飛船回收一共用時(shí)25天。這次發(fā)射任務(wù)的主要目標(biāo)是測(cè)試獵戶(hù)座飛船的可靠性與安全性。

第二步即“阿爾忒彌斯2號(hào)”任務(wù),也是“獵戶(hù)座”飛船的首次載人飛行任務(wù),該計(jì)劃目前已推遲到2025年9月發(fā)射,4名NASA宇航員將在10天內(nèi)對(duì)航天器生命維持系統(tǒng)進(jìn)行各種測(cè)試,為接下來(lái)的“阿爾忒彌斯3號(hào)”任務(wù)做鋪墊。

人類(lèi)著陸系統(tǒng)(星艦)渲染圖(圖片來(lái)源于SpaceX)

第三步便是“阿爾忒彌斯3號(hào)”任務(wù),該任務(wù)計(jì)劃使用Block 1火箭將攜帶有4名宇航員的“獵戶(hù)座”飛船運(yùn)送至近月軌道,并與SpaceX的人類(lèi)著陸系統(tǒng)HLS星艦對(duì)接,2名宇航員從“獵戶(hù)座”轉(zhuǎn)移到HLS進(jìn)行登月和返回,2名宇航員駐守在飛船里。待登陸的2名宇航員從月球表面返回近月軌道后,4人再一起乘“獵戶(hù)座”返回地球。阿爾忒彌斯3號(hào)計(jì)劃是自1972年12月阿波羅17號(hào)以來(lái)美國(guó)的首次載人登月計(jì)劃,目前計(jì)劃在2026年9月發(fā)射。

阿爾忒彌斯3號(hào)計(jì)劃任務(wù)簡(jiǎn)介(圖片來(lái)源于NASA)

阿爾忒彌斯第二階段的第一步是“阿爾忒彌斯4號(hào)”,計(jì)劃通過(guò)Block 1B運(yùn)載火箭將4名宇航員送到月球第一個(gè)空間站“門(mén)戶(hù)”,安裝“門(mén)戶(hù)”的“國(guó)際居住艙(I-Hab)”,“門(mén)戶(hù)”將成為月球以及未來(lái)人類(lèi)火星任務(wù)的宇航員探險(xiǎn)基地;然后搭乘HLS星艦登陸月球。此計(jì)劃預(yù)計(jì)在2028年9月發(fā)射。

阿爾忒彌斯計(jì)劃第二階段的第二步,也就是阿爾忒彌斯5號(hào),計(jì)劃在2029年9月發(fā)射,同樣將4名宇航員送到門(mén)戶(hù)空間站,這些宇航員將由藍(lán)色起源的藍(lán)月亮著陸器帶到月球表面。此外該任務(wù)還將在門(mén)戶(hù)空間站安裝歐洲航天局的加油基礎(chǔ)設(shè)施和通信模塊(ESPRIT)以及加拿大制造的機(jī)械臂系統(tǒng)。該任務(wù)同時(shí)交付使用的還有美國(guó)宇航局的載人月球車(chē)(LTV)。

阿爾忒彌斯的后續(xù)任務(wù)(阿爾忒彌斯6~11號(hào))預(yù)計(jì)陸續(xù)在2030年至2035年發(fā)射,將建立人類(lèi)第一個(gè)月面基地,人員至今暫未確定。

“門(mén)戶(hù)”月球空間站藝術(shù)概念圖(圖片來(lái)源于NASA)

目前,阿爾忒彌斯1號(hào)的順利發(fā)射極大提高了NASA對(duì)載人登月的信心,但阿爾忒彌斯2號(hào)和3號(hào)任務(wù)的延后對(duì)整體計(jì)劃產(chǎn)生很大影響,該計(jì)劃面臨著許多技術(shù)方面的挑戰(zhàn)。首先是在阿爾忒彌斯1號(hào)任務(wù)結(jié)束后,NASA發(fā)現(xiàn)獵戶(hù)座飛船出現(xiàn)很大的安全隱患:在“阿爾忒彌斯 1 號(hào)”任務(wù)中,未載人的“獵戶(hù)座”飛船在返回大氣層過(guò)程中,隔熱材料出現(xiàn)了大面積侵蝕,至今未找到原因;飛船生命維持系統(tǒng)的閥門(mén)電路和緊急逃逸系統(tǒng)也存在設(shè)計(jì)缺陷,這也是阿爾忒彌斯后續(xù)部分任務(wù)延后的主要原因。其次,由SpaceX研發(fā)的人類(lèi)著陸系統(tǒng)“星艦”研制進(jìn)度太慢,在2023年的兩次試飛中均發(fā)生了爆炸,這直接導(dǎo)致了阿爾忒彌斯3號(hào)計(jì)劃的延后。另外,阿爾忒彌斯3號(hào)計(jì)劃的艙外宇航服還處于研制早期階段,比計(jì)劃的交付時(shí)間還要晚20個(gè)月。繼阿爾忒彌斯計(jì)劃推遲之后,今年初游隼一號(hào)的失敗無(wú)疑加劇了輿論對(duì)NASA依賴(lài)私有企業(yè)的質(zhì)疑。在未來(lái),阿爾忒彌斯計(jì)劃還會(huì)面臨更多考驗(yàn)。


參考資料

(1)Artemis,NASA,https://www.nasa.gov/humans-in-space/artemis/

(2)Artemis program,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_program#See_also

(3)Artemis 1,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_1

(4)Artemis2,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_2

(5)Artemis3,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_3

(6)Artemis4,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_4

(7)Artemis5,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_5

(8)NASA無(wú)奈推遲重返月球,背后原因不簡(jiǎn)單,環(huán)球時(shí)報(bào),https://world.huanqiu.com/article/4G8SU0XrrXw

(9)NASA Shares Progress Toward Early Artemis Moon Missions with Crew,NASA官,https://www.nasa.gov/news-release/nasa-shares-progress-toward-early-artemis-moon-missions-with-crew/

(10)陳澤煜,美國(guó)阿爾忒彌斯載人登月計(jì)劃進(jìn)展,《空間電子技術(shù)》,2022年06期


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評(píng)論
追夢(mèng)人C·hui
大學(xué)士級(jí)
飛天圓夢(mèng),任重而道遠(yuǎn)。仁以為己任,不亦重乎!即使在未來(lái),阿爾忒彌斯計(jì)劃還會(huì)面臨更多考驗(yàn),但未來(lái)可期!
2024-02-12
追夢(mèng)人C·hui
大學(xué)士級(jí)
探索星辰大海,尋找宇宙“定居”星神,人類(lèi)探索永無(wú)止境!相信科技的發(fā)展,會(huì)讓人類(lèi)重返月球,找到并建立永久定居點(diǎn)!
2024-02-12
華科普
大學(xué)士級(jí)
人類(lèi)要重返月球,還要建永久定居點(diǎn)一一人類(lèi)探索宇宙的腳步從不停止!
2024-02-12