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明查|50多年后美國想重回月球,為什么不能說飛就飛了?
事件背景
近日,微博上流傳一則消息稱,美國的“阿爾忒彌斯”登月計劃被推遲,原因是“技術(shù)不成熟”。

有網(wǎng)友進而質(zhì)疑,為什么美國能在50多年前把航天員送上太空,到了“芯片時代”反而不行了呢?
眾所周知,上世紀50年代末至70年代中旬,美、蘇兩國圍繞“太空競賽”展開了激烈競爭,期間,美國國家航空航天局(NASA)組織實施了一系列代號為阿波羅計劃(Apollo Program)的登月飛行任務。盡管代價巨大,但這項計劃最終創(chuàng)造了歷史,成功在月球上留下了第一串人類的腳印。
2017年12月,在距離人類上一次登月近50年后,美國前總統(tǒng)特朗普在白宮簽署了太空政策1號令 (Space Policy Directive 1),指揮NASA將航天員重新送回月球。兩年后,時任美國國家航空航天局局長布里登斯汀(Jim Bridenstine)宣布,新的登月任務將以阿波羅的雙胞胎姐妹“阿爾忒彌斯”命名,NASA將在五年內(nèi)有計劃地讓包含男性與女性成員的第一組航天員登上月球。
作為阿爾忒彌斯任務(Artemis Mission)的第一步,NASA原定將于今年11月在美國肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)發(fā)射無人繞月飛船阿爾忒彌斯一號,以對其研發(fā)的深空探索系統(tǒng)進行測試。然而到了10月底,有消息傳出,原定的發(fā)射計劃已被取消,飛船的發(fā)射時間將不會早于明年2月份。
那么,阿爾忒彌斯一號是否真如網(wǎng)友所說遇到了技術(shù)性難題? NASA為什么要推遲飛船的發(fā)射?誰該為NASA的這一決定買單呢?
明查
技術(shù),成熟了嗎?
首先,登月延期“與技術(shù)問題有關(guān)”的說法并不全然是空穴來風。
《紐約時報》在今年3月18日發(fā)表的一篇長文顯示,今年1月,NASA針對阿爾忒彌斯一號關(guān)鍵組成部分重型運載火箭——航空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)芯級進行了初次“熱火”測試。試驗中,由于SLS系統(tǒng)的一個元件出了故障,導致計算機主動關(guān)閉了發(fā)射引擎,整場點火只持續(xù)了約1分鐘,遠未達到原定的8分鐘點火目標。
為解決這一問題,NASA安排了第二次熱試車,目的是收集到所有必須的數(shù)據(jù),以確保火箭的正常運行。然而,就在試驗日即將到來之時,NASA的工程師們在一次周末的常規(guī)檢查中又發(fā)現(xiàn),SLS芯級上一個用來提供液氧的閥門出了故障,致使原定的測試不得不延期。

盡管意外不斷,SLS系統(tǒng)的故障問題最終還是得到了解決。在3月18日進行的第二次測試中,SLS系統(tǒng)的四個引擎被全部點燃后,持續(xù)點火了499.6秒,順利實現(xiàn)了原定的測試目標。之后,NASA又在密西西比州的斯坦尼斯太空中心(Stennis Space Center)對SLS的芯級進行了長達15個月的關(guān)鍵試運轉(zhuǎn)測試(green-on tests),并且在2021年4月22日將經(jīng)受過檢驗的SLS飛行組件送離了斯坦尼斯。
作為NASA近年來最得意的作品,SLS被美國國家航空航天局自稱為有史以來打造的最強大的運載火箭,也是整個阿爾忒彌斯一號發(fā)射任務中的重要一環(huán)。有人好奇,NASA為何不直接使用50年前將阿波羅十一號送上月球的“土星五號”運載火箭,反而要大費周折地去開發(fā)新的SLS系統(tǒng)?
NASA在其官方廣播節(jié)目“休斯頓我們有個廣播”(Houston We Have a Podcast)中對此回應稱,此次探月任務與50年前的登月計劃在目標上有本質(zhì)不同,NASA希望能把從繞月和登月經(jīng)驗中獲取的知識運用到未來對火星登陸的探索和研究中。
因而在運載火箭的設計和選擇上,NASA有意使用了新的火箭運載技術(shù),在SLS的芯一級兩側(cè)安裝了兩個固體燃料火箭助推器,且在第二級使用了液氫發(fā)動機(ICPS)。這使得SLS比“土星五號”能夠多產(chǎn)生15%左右的推力,從而為NASA探索月球、火星等深空領(lǐng)域奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

重型運載火箭航空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)
2021年10月1日,NASA在其官網(wǎng)宣布,已經(jīng)完成了對SLS火箭引擎的一系列A-1標準測試,并做好了執(zhí)行阿爾忒彌斯月球任務的準備。

據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)(CNN)報道,當?shù)貢r間10月21日,佛羅里達州的肯尼迪航天中心已經(jīng)將獵戶座飛船架在了其研發(fā)的SLS系統(tǒng)上。

肯尼迪航天中心內(nèi),一艘獵戶座飛船被堆疊在SLS火箭上。
CNN撰文稱,架設在肯尼迪航天中心的這一組件已做好迎接最后階段測試的準備,等待2022年2月12日至27日間發(fā)射窗口的到來。一旦通過測試,它們就會被送回航天中心的飛行器裝配大樓(Vehicle Assembly Building)以等待真正發(fā)射。此言似乎暗示,阿爾忒彌斯一號的發(fā)射已十拿九穩(wěn)。
發(fā)射,為何延遲?
那么,究竟是什么原因可能導致了阿爾忒彌斯登月計劃被迫推遲呢?
在谷歌上檢索與“阿爾忒彌斯一號推遲發(fā)射”相關(guān)信息,不難發(fā)現(xiàn),包括CNN、《紐約時報》和《商業(yè)內(nèi)幕》在內(nèi)的多家媒體提到,阿爾忒彌斯一號發(fā)射時間的調(diào)整,與全球新冠大流行和以“艾達”颶風(Hurricane Ida)為代表的惡劣天氣不無關(guān)系。
太空網(wǎng)站(space.com)發(fā)布于去年5月16日的一篇文章顯示,新冠大流行導致NASA不得不推遲了其針對SLS展開的一系列關(guān)鍵測試。由于病毒肆虐,原本承接著要對SLS系統(tǒng)芯級進行幾項最為關(guān)鍵測試任務的斯坦尼斯太空中心被迫在2020年3月中止了幾乎所有的現(xiàn)場工作。此舉直接影響了阿爾忒彌斯一號發(fā)射任務的工作進程。

NASA官網(wǎng)上的一份公開文件則顯示,盡管斯坦尼斯的工作人員們最終頂著巨大的防疫壓力回到了工作場,并且依照防疫規(guī)范調(diào)整了一系列工作流程。然而,就在一切按部就班進行時,2020年8月,7場連續(xù)不斷的颶風和熱帶氣旋從墨西哥灣北上,席卷了斯坦尼斯,導致中心不得不停止運作,測試被再次延后。

直到2021年4月,斯坦尼斯才終于完成了對SLS芯級的關(guān)鍵試運轉(zhuǎn)測試,然后在8月開啟了對RS-25單引擎的第六輪熱火試驗。但在8月底,一場僅次于“卡特里娜”的致命颶風“艾達”襲擊了美國路易斯安納州,且毫無意外地又影響了斯坦尼斯。

不難理解,作為精密科學的航空航天為保障任務順利進行,需要進行一輪又一輪的測試。而疫情、颶風等諸多計劃外的因素打亂了測試進度,導致了發(fā)射任務無法按時完成。
不過,疫情和颶風僅僅回答了導致登月計劃延期的“天災”的部分。NASA現(xiàn)任局長尼爾森(Bill Nelson)在11月9日一場媒體電話會議上接受CNN采訪的回答則揭露了此事中“人禍”的因素。
按照尼爾森的說法,貝索斯(Jeff Bezos)所領(lǐng)導的藍色起源公司需要為NASA無法按計劃推進阿爾忒彌斯任務負重要責任。
因在與馬斯克(Elon Musk)領(lǐng)導的太空探索技術(shù)公司(SpaceX)爭奪和NASA合作開發(fā)載人登陸系統(tǒng)(HLS)的競爭中被舍棄,藍色起源在不滿之下將美國政府告上了法庭,要求NASA同時支持兩家公司對著陸系統(tǒng)的開發(fā)。
若要用一句話來概括此事,便是世界上最有錢的兩個人,搶著向NASA伸手要錢求合作。
在長達7個月的訴訟期內(nèi),NASA被明令禁止就HLS話題與SpaceX進行任何接觸。直到11月5日,在聯(lián)邦法官駁回藍源對NASA起訴的后一天,尼爾森才找到機會和SpaceX的總裁肖特韋爾就HLS進行了首次交談。
與此同時,尼爾森還表示,往屆國會并沒有給予載人著陸系統(tǒng)足夠的資金支持。2021財年,NASA為HLS計劃申請的預算是33億美元,但國會最終只給了8.5億美元。
2020年9月,《福布斯》雜志曾發(fā)表文章稱,NASA當時預估完成整個阿爾忒彌斯計劃大概需要花費280億美元,被視為本世紀極具“性價比”的投資。
而NASA發(fā)布于今年4月19日的一份官方文件卻顯示,NASA預估到2025財年為止,阿爾忒彌斯任務的總花費預計將達到860億美元。

當?shù)貢r間11月9日,哥倫比亞廣播公司(CBS)報道稱,NASA已在當天宣布,由于阿爾忒彌斯一號發(fā)射任務延期,相應地,二號和三號的發(fā)射日期也將被延后。NASA預計將在2025年完成阿爾忒彌斯三號載人航天飛船的發(fā)射任務,這意味著美國已不可能完成特朗普政府制定的在2024年前重返月球的任務。
綜上所述,阿爾忒彌斯一號確實在項目測試過程中遇到過技術(shù)問題,但該問題已經(jīng)被解決。此外,阿爾忒彌斯任務中所使用的航天技術(shù)與半個世紀前的阿波羅計劃有很大不同,不能放在一起等量比較。
導致阿爾忒彌斯登月任務被推遲的因素多種多樣,除疫情和極端惡劣天氣的直接影響外,貝索斯和馬斯克的“互掐”以及研發(fā)資金的短缺也阻礙了項目進程的正常推進。
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