重返月球，“一鴿再鴿”

欣宇

2022年9月2日，美國(guó)佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心，等待發(fā)射的阿爾忒彌斯1號(hào)

“別再鴿了”，對(duì)于很多關(guān)心天文的網(wǎng)友而言，最近阿爾忒彌斯1號(hào)能不能成功發(fā)射，就像明天的天氣會(huì)不會(huì)下雨，充滿(mǎn)變數(shù)。

多年延期后，阿爾忒彌斯1號(hào)今年8月末的發(fā)射計(jì)劃，因引擎問(wèn)題取消，而之后定于北京時(shí)間9月4日凌晨的發(fā)射計(jì)劃，由于檢測(cè)到液氫泄漏問(wèn)題，又一次推遲。

人們仰望月球，更渴望親近月球，甚至希望通過(guò)月球抵達(dá)更遠(yuǎn)的星球。阿爾忒彌斯1號(hào)便是承載著這樣的希望，等待升空。

為人類(lèi)重返月球打先鋒

阿爾忒彌斯是古希臘神話中的狩獵女神，她的弟弟是主管光明、太陽(yáng)等的阿波羅。就如后世詩(shī)人將阿波羅稱(chēng)作太陽(yáng)神，有詩(shī)人將阿爾忒彌斯比作月亮女神。

約半個(gè)世紀(jì)前，阿波羅計(jì)劃曾6次載人登月成功;如今，阿爾忒彌斯接過(guò)“弟弟”的接力棒，準(zhǔn)備載人重返月球，甚至讓人類(lèi)的目光投向火星。

從2004年美國(guó)政府提出重返月球，到2017年正式啟動(dòng)阿爾忒彌斯計(jì)劃，再到如今阿爾忒彌斯計(jì)劃正式進(jìn)入第一次發(fā)射階段，重返月球始終處于財(cái)政爭(zhēng)議之中。

阿爾忒彌斯1號(hào)即將進(jìn)行的無(wú)載人繞月飛行任務(wù)，是為美國(guó)太空總署（NASA）力爭(zhēng)在2025年載人（一名女性和一名有色人種宇航員）登月“打先鋒”。

值得關(guān)注的是，這一任務(wù)將實(shí)現(xiàn)超大型運(yùn)載火箭—太空發(fā)射系統(tǒng)（Space Launch System，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS）的試飛。SLS火箭從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射臺(tái)升空后，其搭載的獵戶(hù)座飛船將進(jìn)入繞月軌道以及更遠(yuǎn)的地方。在發(fā)射約6周后，獵戶(hù)座飛船將返回地球。

一同進(jìn)行太空旅行的，還有10顆立方體衛(wèi)星。它們有著不同的分工，部分用于探測(cè)輻射，還有一些衛(wèi)星專(zhuān)注于研究月球表面，尋找水以及月球南極周?chē)谰藐幱皡^(qū)域的近地表氫，為之后的月球著陸做準(zhǔn)備。

這也是半世紀(jì)后，美國(guó)要重返月球的原因之一。2008年，科學(xué)家從阿波羅登月飛船所收集的月球巖石標(biāo)本中檢測(cè)到有水分存在。此后，根據(jù)月球勘探者號(hào)探測(cè)器發(fā)回的數(shù)據(jù)資料，NASA認(rèn)為，月球的南北兩極存在水分。在月球找水，成了重要的研究課題。

重返月球還有為了去往更遠(yuǎn)處的原因。2004年，美國(guó)政府提出載人航天項(xiàng)目星座計(jì)劃，計(jì)劃重返月球并建立永久基地。但到了2010年，時(shí)任總統(tǒng)奧巴馬宣布終止星座計(jì)劃，轉(zhuǎn)攻火星。他更在2016年提出，計(jì)劃2030年將人類(lèi)送上火星。同時(shí)，越來(lái)越多的科學(xué)家表示，將月球作為跳板來(lái)登陸火星的計(jì)劃，是可行的。

此外，在NASA局長(zhǎng)比爾·納爾遜看來(lái)，重返月球是在進(jìn)行一場(chǎng)“太空競(jìng)賽”。而他的“假想敵”中國(guó)則表示，外太空不是各國(guó)角力的競(jìng)技場(chǎng)，而是合作共贏的重要領(lǐng)域。

計(jì)劃在月球南極著陸

從1969年到1972年，阿波羅計(jì)劃共實(shí)現(xiàn)6次登月成功。

人類(lèi)將首次登陸的著陸點(diǎn)設(shè)在地形平坦的區(qū)域，阿波羅11號(hào)登陸點(diǎn)位于月表靜海。之后的5次登陸，登月艙分別降落于風(fēng)暴洋勘測(cè)者3號(hào)附近、弗拉·毛羅環(huán)形山、亞平寧山脈、笛卡爾高地、陶拉斯-利特羅山谷，但都位于月球面對(duì)地球的一面。而阿爾忒彌斯計(jì)劃則預(yù)備在月球的南極著陸，在完全不同的著陸點(diǎn)，將人類(lèi)送上月球。

這其中最主要的原因是，月球的南極或許存在水冰。在阿爾忒彌斯計(jì)劃中，月球南極一些隕石坑因?yàn)橛谰锰幱陉幱爸?，形成幾乎不高于零?63攝氏度的冷阱—科學(xué)家認(rèn)為水冰可能藏于冷阱中。如果這一設(shè)想被證明為真，不僅未來(lái)月球基地的用水需求能得到滿(mǎn)足，也可以從中提取氫氣、氧氣，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。

NASA局長(zhǎng)比爾·納爾遜

在月球南極登陸，也是因?yàn)榭紤]到登月后的可持續(xù)性。月球南極可以被陽(yáng)光照射的高地，其連續(xù)光照時(shí)間可達(dá)10小時(shí)，避免長(zhǎng)時(shí)間暗夜的困擾;并且，相比于低緯度地區(qū)250攝氏度以上的溫差，此處溫度變化不大。

但這并不意味著從月球南極登陸是件容易事，相反，難度大幅提升。月球南極多高山峽谷，無(wú)論是最開(kāi)始的著陸，還是完成任務(wù)后的起飛，都是困難重重。

而重返月球去尋找水的貯藏地—永久黑暗的隕石坑，它的優(yōu)勢(shì)，也同樣是科研人員們需要面對(duì)的挑戰(zhàn)—無(wú)法被陽(yáng)光照到，是真正的黑暗區(qū)域，探測(cè)水冰的探測(cè)器和挖掘機(jī)械的能源從何而來(lái)？這就需要由提前建在高地的基地供給。也就是說(shuō)，建好了基地，才能進(jìn)行尋找到水冰后的下一個(gè)步驟。

NASA最強(qiáng)大的火箭

阿爾忒彌斯1號(hào)任務(wù)中，SLS火箭發(fā)射備受關(guān)注。它是NASA有史以來(lái)最強(qiáng)大的火箭，具有4個(gè)主引擎和2個(gè)助推器。

與此前阿波羅計(jì)劃中的土星五號(hào)運(yùn)載火箭相比，SLS火箭具有更大的推力，可達(dá)880萬(wàn)磅。這相當(dāng)于126架最大民用飛機(jī)的總推力，可以助力260萬(wàn)公斤的火箭升空，而土星五號(hào)的推力為760萬(wàn)磅。

SLS火箭優(yōu)異的運(yùn)載能力，也是其負(fù)責(zé)此次任務(wù)的重要原因。NASA表示，SLS火箭是現(xiàn)有唯一能將獵戶(hù)座飛船、宇航員和貨物一次性發(fā)射到近地軌道的運(yùn)載工具。第一階段以70噸到110噸的星座計(jì)劃載人任務(wù)為主，雖然和當(dāng)年的土星五號(hào)運(yùn)載能力還有差別，但基本可算同一量級(jí)。

阿爾忒彌斯1號(hào)是一次無(wú)人測(cè)試飛行，小羊肖恩將一同升空

越來(lái)越多的科學(xué)家表示，將月球作為跳板來(lái)登陸火星的計(jì)劃，是可行的。

還有幾個(gè)數(shù)據(jù)可以顯示其作為最強(qiáng)火箭的高性能：4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘燃燒9萬(wàn)加侖液態(tài)氫和液態(tài)氧，一共燃燒8分鐘;火箭從地球出發(fā)，最遠(yuǎn)可達(dá)450600公里，遠(yuǎn)超出月球和地球之間的距離，這也是有史以來(lái)載人太空艙可以去的最遠(yuǎn)處。

在SLS火箭將獵戶(hù)座飛船送入太空后，飛船將圍繞月球繞一個(gè)大弧線，6周后返回地球。此次飛行將對(duì)獵戶(hù)座飛船隔熱罩以及其他系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，為下一步將宇航員安全送上月球并帶回地球收集數(shù)據(jù)。

雖是無(wú)載人飛行，但有一具人體模型穿著帶有傳感器的特制服裝，“坐”在指揮官的座位上，用以測(cè)量輻射水平，還有另外兩個(gè)穿著降輻射背心的人體模型，用以了解未來(lái)宇航員在太空旅行時(shí)身體會(huì)受到哪些影響。

然而，這枚備受矚目的火箭發(fā)射并不順利，“一鴿再鴿”。其發(fā)射臺(tái)還遭受過(guò)多次雷擊，4次燃料測(cè)試也都提前結(jié)束。

但它終將承載著人類(lèi)對(duì)太空的渴求沖出地球，而人類(lèi)對(duì)未知的探索永不止步。

責(zé)任編輯吳陽(yáng)煜 wyy@nfcmag.com