自 20 世紀 60 年代和 70 年代 NASA 阿波羅計劃以來的首次美國載人登月任務，承諾的不僅僅是旗幟和腳印：“阿耳忒彌斯”計劃是該航天機構雄心勃勃的重返月球計劃，設想未來幾十年定期進行人類月球旅行。但“阿耳忒彌斯”計劃將不得不等待更長的時間才能開始宇航員的旅程，因為 NASA 已經宣佈了該計劃下一次重大發射的延誤。
在 2022 年末成功完成無人測試飛行後，該機構原計劃在 2024 年 11 月發射名為“阿耳忒彌斯 2 號”的載人繞月飛行任務。在上週二的新聞釋出會上，NASA 官員透露，由於各種硬體問題，該任務已推遲至 2025 年 9 月。“阿耳忒彌斯 3 號”——該計劃的首次載人登月——也已推遲，推遲至 2026 年 9 月。官員們表示，“阿耳忒彌斯 4 號”——另一次載人登月——仍按計劃在 2028 年的某個時候發射。
“阿耳忒彌斯”計劃的延誤源於其複雜性，而這種複雜性又源於該計劃的歷史和雄心。其一些關鍵運載工具——太空發射系統（SLS）火箭和“獵戶座”載人飛船——已經研發了十多年：這些運載工具的起源可以追溯到 2011 年航天局太空梭機隊退役後，NASA 試圖設計一種新型載人航天架構。NASA 還透過將其與國際外交和蓬勃發展的太空經濟活動聯絡起來，來加強“阿耳忒彌斯”計劃以應對變幻莫測的政治風向。與阿波羅時代不同，“阿耳忒彌斯”計劃更加依賴國際合作夥伴和私營公司來交付空間站元件、火箭、宇航服和月球著陸器。
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“如果你看看‘阿耳忒彌斯’[元件]——比如，大約六個主要專案——每一個都是一個具有挑戰性的系統工程問題。但是，退一步說，你還必須讓這個整體也組合在一起，”喬治·華盛頓大學教授斯科特·佩斯說，他曾在特朗普政府期間擔任國家空間委員會執行秘書，該委員會制定了“阿耳忒彌斯”計劃並使其成為美國官方政策。
延誤的訊息對佩斯和其他空間政策專家來說並不意外。自 2019 年啟動以來，“阿耳忒彌斯”計劃已經經歷了多輪重新安排。複雜的 NASA 計劃——無論是載人還是無人——經常遇到延誤和成本超支，因為該機構力求最大限度地降低技術故障的風險。但這種延誤在載人航天中尤為常見，因為故障可能是致命的。例如，1986 年，維持快節奏發射計劃的壓力導致了太空梭挑戰者號的失事以及機上七名 NASA 宇航員的喪生。
“以我作為歷史學家的眼光來看，這讓我覺得他們做的是正確的事情，”史密森尼學會國家航空航天博物館館長詹妮弗·勒瓦瑟爾說。“如果 NASA 提前說，‘我們需要更多的時間來處理這件事’，那麼他們需要更多的時間肯定有充分的理由。”
帶我飛向月球
“阿耳忒彌斯 2 號”的延誤，這個繞月飛行任務很像阿波羅 8 號，主要源於對四人機組人員安全的謹慎：NASA 宇航員裡德·懷斯曼、克里斯蒂娜·科赫、維克多·格洛弗和傑里米·漢森。
根據 NASA 的說法，該機構正在仔細評估“獵戶座”飛船上與發射逃生系統相關的電池。官員們在評估另一個問題方面取得了更大進展：即“獵戶座”生命維持系統中的一個閥閘電路的設計缺陷。在最壞的情況下，這個缺陷可能導致故障，從而使危險劑量的二氧化碳在艙內空氣供應中積聚。NASA 官員已選擇更換“阿耳忒彌斯 2 號”計劃使用的“獵戶座”飛船上的這些電路。但由於這些部件位於已經組裝好的飛行器內部，技術人員必須撤銷他們之前的大部分工作才能進行維修。
“進入這些艙室將花費我們相當多的時間。我們作為更換操作的一部分接觸的每個聯結器都必須在完成後進行測試，”NASA 月球到火星計劃副副署長阿米特·克沙特里亞在新聞釋出會上說。“我們知道如何修復它。我們只需要確保我們花時間按照我們期望的工藝標準來完成它。”
NASA 仍在研究來自“阿耳忒彌斯 1 號”熾熱的大氣層再入的資料。當該任務的“獵戶座”飛船尖叫著穿過地球高層大氣層時，飛船的隔熱罩出乎意料地容易脫落了一些燒蝕層，留下了微小但成問題的凹坑。“獵戶座”飛船的隔熱罩旨在脫落其外層，並借鑑了眾所周知的技術：其中關鍵的燒蝕材料 Avcoat 也用於阿波羅載人艙的隔熱罩。“獵戶座”飛船的隔熱罩的製造方式與阿波羅飛船的隔熱罩不同，而且它也正在經受不同的條件。
與阿波羅的硬體不同，“獵戶座”飛船從月球返回時遇到地球大氣層，它們最初的目的是在大氣層上跳躍——就像一塊扁石扔過池塘表面一樣——然後再繼續俯衝。這種操作有助於更溫和地減緩飛船的速度，同時也讓任務控制員更容易將飛船引導到一致的著陸點。
然而，這似乎也使“獵戶座”飛船的隔熱罩承受了意想不到的壓力。在簡報會上，克沙特里亞說，大部分從隔熱罩上脫落的材料是在飛船的第一次跳躍操作中脫落的。他還強調，“阿耳忒彌斯 1 號”的“獵戶座”飛船的隔熱罩總體上效能良好，不會對任何機上的宇航員構成風險。
到達表面
雪上加霜的是，“阿耳忒彌斯”計劃的任務從“阿耳忒彌斯 3 號”開始變得更加雄心勃勃，這是該計劃的首次登月嘗試。
該任務的開始方式與“阿耳忒彌斯 2 號”類似，四名宇航員乘坐“獵戶座”飛船在 SLS 火箭的頂部發射升空。然而，一旦到達月球附近，“獵戶座”飛船將與預先放置的“星艦”上級對接：“星艦”是由 SpaceX 開發的大型完全可重複使用的火箭。然後，兩名機組人員將進入“星艦”，將“獵戶座”留在月球軌道上，乘坐火箭下降到月球表面。一旦他們的地面操作完成，宇航員將乘坐“星艦”上升，與在“獵戶座”上的同伴會合，然後返回地球。
換句話說，“阿耳忒彌斯 3 號”有很多活動部件——並且在所有硬體都準備好飛行之前，它無法進行。
首先，NASA 需要宇航服，以便宇航員可以在月球表面進行月球行走。2022 年 9 月，該機構將任務的宇航服合同授予了 Axiom Space，這是一家總部位於得克薩斯州休斯頓的公司，自 2022 年以來一直向國際空間站執行商業任務。
然後是“星艦”本身。該飛行器迄今已進行了兩次綜合測試飛行，兩次都以火災和火焰告終。考慮到 SpaceX 快速、容錯的方法來改進其火箭設計，這些爆炸性的損失並不令人意外。“星艦”必須經歷真正艱鉅的額外測試，然後才能嘗試將宇航員運送到月球表面並返回。
首先，SpaceX 需要建造和飛行任意數量的“星艦”，以可靠地將飛行器發射到地球軌道。該公司還需要演示兩艘在軌“星艦”之間的推進劑轉移，這在以前從未做過。這種軌道加油對於目前構想的“阿耳忒彌斯”計劃至關重要。為了有足夠的推進劑進行月球表面的往返，“阿耳忒彌斯 3 號”的“星艦”必須在離開地球軌道之前在地球軌道上進行加油。
僅這一步就需要多次額外的“星艦”飛行，一次接一次，以向飛船供應燃料。在上週的新聞釋出會上，SpaceX 代表傑西卡·詹森表示，“阿耳忒彌斯 3 號”的月球“星艦”大約需要 10 次其他“星艦”飛行才能為其加油，然後才能飛出地球軌道。
SpaceX 至少需要進行一次這種精細的軌道編排，然後“阿耳忒彌斯 3 號”才能繼續進行。根據其與 NASA 的合同，該公司必須在“阿耳忒彌斯 3 號”之前進行“星艦”在月球上無人測試著陸。詹森表示，SpaceX 目前的目標是在 2025 年的某個時候進行這項測試。
很難過分強調“星艦”將為“阿耳忒彌斯”——以及整個太空探索——提供多少幫助（如果該飛行器按承諾工作）。根據 SpaceX 的說法，一艘“星艦”一次可以向月球運送至少 100 噸貨物。這比迄今為止人類在月球上軟著陸的所有有效載荷都多，包括六艘阿波羅著陸器和相關硬體。但是，為了實現如此驚人的進步，“星艦”可能首先需要飛行數十次，因為 SpaceX 正在解決火箭的許多剩餘缺陷。
“我們不應該對 NASA 透過與 SpaceX 合作而承擔的‘阿耳忒彌斯’計劃時間表風險輕描淡寫，”行星協會首席空間政策專家凱西·德雷爾說。“如果它成功了，即使晚了，也會產生巨大的影響。但當然，任何技術上如此雄心勃勃的專案都會遇到問題。”
是什麼使計劃可持續？
專家表示，延誤對“阿耳忒彌斯”計劃的勢頭影響不大。事實上，該計劃複雜、笨拙的架構可能是其永續性的關鍵原因之一。“阿耳忒彌斯”計劃之所以以現在的形式存在，主要是因為其元件在政治上是受歡迎的。
例如，SLS 火箭自 2011 年以來一直在開發中，並且一直因其過高的成本而受到批評。然而，大部分成本與其對美國航空航天供應鏈的依賴和支援有關，這些供應鏈可以追溯到太空梭，這種方法既服務於技術利益，也服務於國家安全利益。儘管每次發射的標價都超過 20 億美元，但政策制定者一直支援 SLS 計劃，因為它為美國提供了公共擁有的重型運載能力。“在對一個計劃的批評程度與其對該計劃的深刻無效性之間，從來沒有像我在 SLS 上看到的那樣大的差異，”德雷爾說。“政治支援從未出現過絲毫動搖。”
類似的考慮也擴充套件到“阿耳忒彌斯”計劃的其他部分。NASA 還在研發“門戶”，這是一個小型月球空間站，該機構將在“阿耳忒彌斯 4 號”之前開始發射其元件，目前“阿耳忒彌斯 4 號”計劃於 2028 年 9 月發射。
“門戶”在技術上對於最初的“阿耳忒彌斯”任務來說不是必需的，但它有助於吸引國際合作夥伴的關鍵早期支援，這可以說提升了“阿耳忒彌斯”計劃的整體前景。1 月 7 日，NASA 宣佈阿拉伯聯合大公國將為空間站貢獻一個氣閘，從而加入歐洲航天局、加拿大和日本，成為“門戶”的貢獻者。“在這個芭蕾舞中，政治因素和技術因素結合在一起，”佩斯說。
一路走來，NASA 一直以“阿耳忒彌斯”計劃為理由來支援那些對於未來任何載人火星任務至關重要的技術。從歷史上看，軌道加油等先進能力並沒有得到美國國會的太多政治支援。但在“阿耳忒彌斯”計劃的支援下，NASA 正在投資於這項技術。SpaceX 的“星艦”依賴於這種方法，競爭對手航空航天公司藍色起源正在為“阿耳忒彌斯 5 號”任務建造的另一個月球著陸器也是如此。
“這裡關係到的是人類前往火星，”德雷爾說。“在某種程度上，考慮到如果他們成功完成這項任務的意義，‘阿耳忒彌斯’計劃是否在 2026 年或 2027 年——甚至在 2020 年代——發生，都無關緊要。”