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美国登月，怎么不行了？

晰数塔互联网快讯
2024-01-22 22:14

一

2024年1月19日，当地时间早上9时（北京时间5时）左右，在南太平洋岛国斐济南部的天空中，出现了一个亮点。它若隐若现，快速划过天空，不久便消失在蓝天里。

其实它并不是来自天外的陨石，而是一个从38万公里外返回的人造航天器。它本该在月球着陆，但无奈它的宿命却是返回地球，最终烧毁在大气层内。

十多天前的1月8日，跳票多年的美国“火神”火箭终于发射成功，成为继中国蓝箭航天“朱雀二号”后第二款液氧甲烷火箭。它搭载了由商业航天公司Astrobotic研制的“游隼号”（Peregrine）无人月球登陆器，将对月球中纬度着陆点进行实地探测，为美国的载人登月计划收集数据、积累经验。

“游隼号”登陆月面效果图（图源：Astrobotic）

但器箭分离三小时后，“游隼号”便出现太阳能电池板无法稳定指向的问题。分析表明，是推进剂严重泄露导致了一系列问题，原定的月面软着陆任务已无法完成。1月12日，“游隼号”越过距地球38万公里的月球轨道，不久后便调头返回地球。至15日，登陆器泄漏停止，但早已错过目标，Astrobotic和NASA只能着手制定再入地球大气层的方案。

“游隼号”12日轨道示意图（图源：Astrobotic）

“游隼号”不仅是美国52年来第一次月面软着陆，也是NASA商业月球载荷服务（CLPS）计划中第一次无人探测器登月行动。作为阿波罗时代落幕后第一个无人月球登陆器，它被寄予了很高的期望，结果却出师未捷身先死，和12年前NASA的空间站商业补给服务（CRS）和4年前商业乘员服务（CCP）成功前往国际空间站的首次飞行形成了鲜明对照。

NASA希望通过这个商业月球计划来复制CRS和CCP的成功，仅用“阿尔特弥斯”重返月球计划大概3%的费用为后者打前站。到目前为止，已经有14家公司获得了CLPS资格，4家公司（Astrobotic、Intuitive Machines、Draper、Firefly Aerospace）拿到了9次飞行的订单，为NASA运送多个科学探测载荷到月面，包括月球南极地区。没想到刚开始就遇到麻烦，首战即失利。

小任务受挫，大任务也不顺。就在“游隼号”发射的第二天，NASA宣布了“阿尔特弥斯”登月计划新的时间表。原定今年下半年发射的“阿尔特弥斯2号”载人绕月飞行推迟到2025年，“阿尔特弥斯3号”登月飞行则推迟到2026年或更晚。这不是第一次推迟。和特朗普当政时的时间表相比，载人登月已经晚了至少两年。

SLS登月火箭和顶部的“猎户座”飞船（图源：NASA）

虽然NASA是跳票专业户，但“阿尔特弥斯3号”延迟还真不能让NASA背锅，因为登月舱和月面宇航服的任务交给了SpaceX和公理航天两家商业公司。SpaceX的登月舱直接采用星舰飞船（即第二级）修改而成。星舰火箭的轨道试射到目前为止两发两败，首次载人飞行仍遥遥无期，星舰登月舱还未露面，公理航天负责的宇航服进度也不断推迟，原定2025年登月的时间表已绝无可能实现。此次推迟也是无奈之举。

“阿尔特弥斯”计划月面航天服（图源：Axiom Space）

美国无人和载人登月两大计划齐头并进，并且都引进了商业航天公司深度参与。原本是希望花小钱办大事，加快进度，最终能在和中国的登月竞赛中胜出，重现帝国辉煌。但让NASA失望的是，和先前两个成功的空间站商业计划相比，两个月球计划中，包括SpaceX在内的商业公司表现得都不理想，让美国重返月球计划陷入困境。

二

对美国来说，一个残酷的事实是，从2004年小布什政府提出重返月球的目标至今，20年过去了，美国在月球上连一次无人软着陆都没成功过，只能眼巴巴地看着中国不断发射探测器、着陆、释放月球车、采样返回。现在，连印度也走到了美国前面。NASA甚至还提出使用中国的“鹊桥”月球中继卫星来帮助美国登月。这是从来未出现过的窘境。

那么，是什么原因导致了这个结果？

有人认为是NASA的设计思路和技术路线有问题。NASA为了减少风险，采用了尽可能利用现有资源和成熟技术的策略。

比如，SLS登月火箭直接使用了改进的航天飞机固体助推器和轨道器主发动机，性价比极差。又如，星舰衍生的登月舱是个大家伙，需要十多次发射和在轨推进剂转移才能送到月面。因为很高，还不得不弄了个奇葩的外挂吊篮式电梯。这么大的登月舱有必要吗？是否用力过猛？月轨空间站则一看就是国际空间站缩小版，就是为了让合作伙伴参与硬塞进来的。

总之，“阿尔特弥斯”计划不是一个为登月优化的方案，看上去更像是一个东拼西凑的大杂烩，不出问题反而奇怪。

“星舰”登月舱（图源：SpaceX）

也有人认为过于依赖商业航天就是一个错误。NASA因扶植SpaceX成功而过于自信，导致冒进。

商业航天固然能鼓励创新、降低成本，但月球计划技术难度高、前人经验少、资金需求大，完全依赖商业公司风险巨大。SpaceX在空间站补给和人员运输项目上获得成功，是因为采用了相对成熟的技术，也给予了足够的时间，还有一定偶然因素。而“星舰”集大量创新于一体，规模巨大，技术复杂，前所未有。要在短时间内快速迭代到安全载人的成熟度，难度极大、风险极高。

还有人认为这是NASA的资金不足的结果。

无论是采用成熟技术还是依赖商业航天，都是NASA在资金压力下的无奈之举。由于美国政府预算削减、NASA官僚主义、摊子太大等原因，NASA的预算一直是捉襟见肘的。在NASA，低效导致项目延迟是家常便饭，延迟提高了成本，造成了超支，吃掉更多预算。这已经是个积重难返的问题。

事实上，上述原因都有一定道理，但又都不尽然。美国重返月球的困境也许是这些因素叠加的结果，但如果我们扩大视野，对美国航天航空业和其他重要行业进行考察，会发现，上面分析的其实也都是表面原因，更有可能是出现了深层的系统性问题，而这更值得关注。

其实“游隼号”并不是最近一年来美国航天遭受的唯一挫折。在SpaceX不断提高发射频率的同时，2023年美国航天发射失败次数也达到了6次，其中3次是首飞，创数十年来的最高纪录。如果不计商业航天公司，2023年NASA和美国传统承包商只进行了4次航天发射，创历史新低。NASA已经完全失去了往日的辉煌。

不仅航天，美国的航空工业也不断出现状况。

波音737 Max 8的软件问题刚刚解决，Max 9就发生了飞行中舱门脱落事故，另一型号737挡风玻璃破裂。波音已经15年没有推出全新客机机型。鉴于大型客机7~8年的研制周期，波音的新机空窗期大概率将会持续25年以上。

军机方面，F-22临近退役期限，F-35天生不足。B-2养不起，B-21无突破，美国军机也面临青黄不接或升级停滞的问题。

如果将视野放到整个美国，你会发现美国的技术神话正在不知不觉地褪色。

福特号航母电磁弹射问题多多，民船生产能力完全丧失。能源落后于中国大陆、芯片落后于台韩。电动汽车特斯拉独虎苦斗中国群狼。更不用提基础设施建设，加州高铁烂尾多年、波士顿“大开挖”延期超支惊人、拜登视察桥梁倒塌、得州极寒天气大停电，等等等等，数不胜数。

美国基础科学、高等教育和创新能力全球最强毋庸置疑，在软件、互联网、人工智能、生物医学等战略性行业仍然独步天下，更不用提金融咨询等服务性行业。但你有没有注意到，这些行业更接近于所谓软产业，对工程和制造能力并无太多要求。事实上，美国不仅制造业在衰落，将科学理论和技术创新转化为产品的工程化能力也在降低。这恐怕就是返回月球计划频频出现问题的深层原因，也是跨行业的系统性问题。

一旦问题具有普遍性，航天也无法独善其身。只是因为过去美国航天太强大、太亮眼，早期出现的问题不会被关注。当光环褪去，问题就都冒了出来。其实在1990年代，NASA的系统性问题就初露端倪了。当时X-30、X-33、X-34、X-38等一连串高大上的项目花费了巨资但最后都无疾而终，问题都出在工程实现或预算控制上。

当时美国不少有识之士已经意识到这个问题。也因为如此，才有了大力推进商业航天的动因，以及后来商业航天的成功和SpaceX的横空出世。但这并没有解决NASA的问题，反而进一步削弱了它的能力。

有人可能要说，NASA失败不等于美国航天失败。SpaceX创新能力极强，“猎鹰”可复用火箭、“星链”、“星舰”都取得了巨大成功，马斯克以一己之力改变了世界航天的格局，怎么能说美国的航天工程能力在下降？

“星舰”第二次试飞（图源：SpaceX）

不错，SpaceX作为商业航天先驱，打破了政府对航天的垄断，突破传统、大胆创新，加快了航天技术的发展和人类走向星辰大海的步伐。马斯克对航天的贡献怎么评价都不为过。但我也要说，SpaceX的成功也不等于美国航天的成功，SpaceX的成就并没有改变美国航天工程能力降低的整体趋势。

其实这不难理解。行业发展离不开大环境，任何单一企业都无法改变导致大环境变化的内在因素。

还是以马斯克为例。特斯拉电动车在十年前可以说是一枝独秀，无论是先进的电池管理系统和自动驾驶软件，或是简约的设计理念，都没有对手。但现在特斯拉似乎失去了原来的势头，电池和压铸机等关键技术开始依赖中国供应链，甚至北美工厂的生产管理也需要中国高管参与。除了自动驾驶系统还稍稍领先，中国电动车已经全面赶上甚至超越了它，比如800伏高压系统、半固态电池、智能座舱和智能底盘等。

这不是特斯拉不努力，或者丧失了创新能力。真正的原因就在于，中国拥有美国无法匹敌的市场规模、完整的汽车供应链和丰富的工程经验，以及庞大工程教育体系培养的源源不断的人才，再加上长期一贯的政策支持，使得中国车企的工程化能力超过了特斯拉——虽然，他们的创新能力可能还落后于特斯拉。虽然他们大多还是以跟随战略为主，但在市场占有率上对特拉斯有着压倒性优势。

商业航天大概率也会走上这条道路。

SpaceX目前发展势头依然很猛，但登月舱进度已经拖累了NASA的登月计划，“星舰”的迭代试飞也充满不确定因素，入轨时间表已经比2016年计划发布时延后很多年。随着规模的扩大，美国整体工程化能力的降低或多或少也会影响到SpaceX的竞争力。不过由于政治因素，中美商业航天不会出现直接竞争。未来SpaceX能不能继续引领行业发展，也许十年之后再来判断更好。

相比之下，中国商业航天已经开始起飞。

“朱雀二号”和“引力一号”一出场便拿下世界第一。今明两年有数款对标“猎鹰九号”的可复用火箭将进行试飞。对标“星链”的星网（可能还有G60）巨型星座即将开始规模化组网发射，将为中国新势力航天提供充足的需求。国家队对标星舰的“长征九号”已经预研多年，但民商航天的星舰级火箭也许来得更早。中国采用吸气式高超音速发动机的空天飞机目前领先美国，有条件先于美国商业化。

挟市场规模、政策稳定性、产业链优势、人才经验储备等优势，中国商业航天十年内整体超越SpaceX不是梦。

美国航天及整体工程能力的降低，可能是一个无法逆转的趋势。造成这种趋势的原因很多，比如服务业尤其是金融业过度发展带来的泡沫和产业空心化、全球化导致的制造业外迁及产业链缺失、选举政治造成的政策短期化、政治正确形式主义泛滥、低素质移民的大量涌入、工程教育不受重视，等等等等。要改变这些，需要美国做出彻底的变革，但实际上非常困难。不过这已经超出本文讨论的范围，这里就不展开了。

三

未来十年，中美登月竞赛将成为全球关注重点。我们来展望一下。

2024年，美国将继续发射商业月球载荷服务计划中的无人登陆器。“星舰”将继续进行入轨发射。如果成功，将在下半年进行在轨推进剂转移试验。中国将发射新的月球中继卫星 “鹊桥二号”并实施“嫦娥六号”月背取样返回任务。“鹊桥二号”搭载的两颗月球通导遥一体化星座试验小卫星将为未来月球版“星链”和“北斗”铺平道路。

2025年，美国将在9月进行“阿尔特弥斯2号”载人绕月飞行。这个任务除了载人，其他和已完成的“阿尔特弥斯1号”无人绕月任务完全相同，相对容易实现。真正有挑战的是“星舰”登月舱的无人登月测试。它需要至少10次发射：将液氧和甲烷运送到轨道补给站，最后发射登月舱，经在轨补给推进剂后飞往月球，完成登陆后再从月面起飞回到月球轨道。

2026年，如果此前的测试一切顺利，美国“阿尔特弥斯3号”载人登月将在9月实施。中国“嫦娥七号”将实施南极登陆，将使用飞越器进入终年不见阳光的洞穴中找水。

2027年，中国“长征十号”火箭将携带新一代载人飞船首飞。这很可能是一次类似“阿尔特弥斯1号”的无人绕月飞行。

2028年，按现有计划美国将发射“阿尔特弥斯4号”，实施第二次载人登月。中国“嫦娥八号”将登陆月球南极，和“嫦娥七号”一起构成月球科研站基本型。

2030年左右，中国将使用两枚“长征十号”火箭分别发射载人飞船和无人的登月舱，使用月轨交会对接、人员转移方式实现载人登月。在这之前，至少会有一次完整的无人登月演练，全面验证火箭、飞船、登月舱和月面航天服的功能和安全性。

不难看出，美国重返月球计划环节繁多、技术复杂、风险极大，只要一个环节出错就会导致整个任务的失败，而中国的方案更为保守稳妥。“星舰”已成为美国重返月球最大的瓶颈。鉴于它目前的进展，美国的登月时间表大概率还会推迟。只要导致美国工程能力下降的根本问题不解决，可能出现的问题就会越来越多。预测谁将赢得登月竞赛现在还为之过早。

越来越多的迹象显示，到这个十年末，中美航天实力对比很可能会出现历史性逆转。载人登月竞赛的结果应该具有标志性意义。让我们拭目以待。

不过，在指出美国存在问题的同时，我们也不能低估美国的强大实力和优势。

正如前面已经指出的，美国的基础科学、高等教育和创新能力依然最强，而且这种状况可能会维持很长一段时间。中国的优势在于全球最大市场、制造业规模和工程化能力，能将最新的科学突破和技术创新迅速转化为具有最高性价比和最强竞争力的产品，让全世界所有人都能享受科技发展的好处。

所以，未来一段时间很有可能出现的情况是：美国负责创新，中国负责工程化和产品化。如果有人非要把它理解成“美国栽树，中国乘凉”，那也未尝不可。这是全球资源优化配置的结果，公平合理，是双赢。全球化是文明发展内在规律所决定的，不会因短期地缘政治动荡而改变。

还是那句话，中美合则两利、斗则俱伤，合作是唯一的正确选择。

最后再说个事。“游隼号”携带了62个装有名人生物样本的小容器，其中包括前总统肯尼迪的头发。当年，这位意气风发的年轻总统发出了美国要在十年内登上月球的宣言，八年后美国果真击败苏联赢得了登月竞赛。“游隼号”本意是向肯尼迪致敬，也希望借此重现阿波罗登月的荣光。结果呢，样本非但没有到达月球，反而阴差阳错地烧毁在南太平洋上空，令人唏嘘。

今天，新的登月竞赛已经开始。月球还是那个月球，但美国已经不是那个美国。

本文来自微信公众号：底线思维（ID：dixiansiwei），作者：陈蓝（航天爱好者，英文电子杂志“Go Taikonauts”创办人之一）