2024年载人重返月球，阿尔忒弥斯计划靠不靠谱？
头图来自：东方IC；本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42）；作者：鸑鷟鹓鶵；编辑：Steed
如果有人从上世纪的冷战时期穿越过来，他可能会问你：今年是哪一年？人类的火星基地建成了吗？
你会告诉他：今年是人类首次登上月球50周年，然而，我们不仅没去火星，连月亮也没有人能再去了。
月球基地想象图 | NASA
1957年10月4日，人类成功发射首颗航天器——人造地球卫星1号。1969年7月20日，阿波罗11号实现了人类首次载人登月。
从航天伊始到成功登月，人类只用了12年。
1970年9月，原定的阿波罗18-20号取消，人类登月的终点就此被敲定。
从成功登月到决定终止，人类只用了1年时间 。
1972年12月14日，随着阿波罗17号离开月球表面，一个时代宣告结束。
从那以后，人类的最远活动范围急剧龟缩，从38万公里外的月球回归到400公里高的空间站，只有之前的大约千分之一。
1972年，阿波罗17号指令长尤金·塞尔南在月球上飙车 | NASA
漫长的等待
人们50年来的裹足不前，最可能的原因非常简单——钱。
阿波罗计划时期，NASA连续4年耗费美国财政预算的3%，最高接近5%。
相比之下，如今NASA只花费美国财政预算的0.5%，高额而持续的开支是当年的美苏都难以持续承担的。
除了耗资巨大，人们放弃后续计划的另一个因素，是苏联在载人登月上的失利。
当时苏联航天的资金要比美国紧张，登月项目进展不利，而美国在登月成功之后，也最终失去了太空竞赛的动力。
NASA每年的财政预算占比 | Wikipedia
但地球人真的没有继续探索太空的钱吗？
和最高5%的航天经费相比，2018年，美国财政预算的15%是军费开支，24%是医疗保障，分别是太空预算的30倍和50倍之多。
所以，地球人并不是完全没钱的。制约航天发展的另一个关键因素来自决策层。
阿波罗计划的终结和冷战的结束，都使得航天进入了低谷期。
月球正面的软着陆探测器分布地图，图中Luna为苏联的月球系列，Surveyor为美国的勘探者系列，Apollo是阿波罗系列，另有嫦娥三号 | Wikipedia
不过，如今的航天事业，又开始重现活力，欣欣向荣了。
2018年，人类的火箭发射次数重回100次以上，而上一次实现这一目标是28年前的1990年。
同一年，猎鹰重型火箭首发成功，人类上一次发射重型运载火箭，是30年前的1988年，能源号火箭将暴风雪号航天飞机送入太空。
也是这一年，嫦娥四号实现人类第一次在月球背面软着陆。而此前的2013年，嫦娥三号在月球正面的那次着陆，打破了月球37年没有软着陆的寂静。再上一次，是1976年的月球24号。
是时候让宇航员重返月球了。
猎户座飞船逃逸系统测试 | NASA
重返月球路，一波三折
早在2004年，伴随着“星座”计划概念的提出，美国小布什政府和当时的NASA就萌生了新一代重型火箭和载人飞船的想法，并计划于2020年前重返月球。
然而好景不长，2010年，次贷危机下的奥巴马政府将“星座”计划束之高阁。
不过，就在第二年，迫于多方面的压力，新的载人航天计划又被提上日程，缩水版猎户座载人飞船和SLS重型火箭成为了NASA新一代载人航天的核心。
SLS重型运载火箭 | NASA，作者汉化
不过，两个项目进展并不顺利，首飞日期一再推迟，快要形成一年延后一次，一次延后一年的惯例了。
搭载猎户座飞船的SLS火箭爆炸视图 | NASA作者汉化
终于，轮到现任美国总统特朗普看不下去了：你们到底去不去月球？
他见证登月的时候，还是个23岁的小伙子，如今已是古稀总统了。
于是乎，特朗普带上胡萝卜和大棒，告诉NASA：今年额外给你们16亿美元的拨款，我要你们2024年重返月球！
如果特朗普连任，这正是他作为美国总统的最后一年。
16亿美元是什么概念呢？
NASA今年的财政预算是210亿美元，其中重型火箭和载人飞船的预算为48亿美元；
SLS重型运载火箭在8年中花费的资金大约为140亿美元；猎户座飞船则在12年内花费了160亿美元。
NASA局长宣布载人登月新计划，背景是猎户座飞船，右侧有SLS模型 | NASA
为了降低SLS和猎户座继续跳票的风险，特朗普特别指出，你行就你上，你要是不行，谁的火箭和飞船行就谁上。
除了重型火箭和载人飞船，NASA已经在寻求商业航天的合作，向月球运送物资。
而这16亿美元的分配中，也只有6.5亿美元给了SLS重型运载火箭和猎户座载人飞船，剩余10亿则是让NASA开展商业航天领域的载人登月项目。
以女神的名义
新载人登月工程的名称，是希腊神话中的月亮女神、太阳神阿波罗的孪生姐姐——阿尔忒弥斯。
在这个以月亮女神命名的工程里，将首次搭载女宇航员前往月球。
而在此之前，无论是登月的12名宇航员，还是近距离围观过月球的24名宇航员，无一例外都是男性。
这一次登月，按男女搭配干活不累男女平等的原则，将派遣一名女宇航员和一名男宇航员共赴月球。
古希腊陶器中的形象，阿波罗（左一）阿尔忒弥斯（左二） | Wikipedia
根据NASA的最新计划：
登月工程的阿尔忒弥斯1号任务——SLS重型运载火箭将搭载猎户座载人飞船进行首飞，时间定在了2020年；
阿尔忒弥斯1号任务规划 | NASA作者汉化
到2022年，猎户座飞船将进行第二次飞行，也是第一次载人飞行；
2023年，美国的月球车时隔51年后重返月球，为载人登月搜集更多有关着陆区域的信息；
而2024年，也是特朗普要求的这一年，NASA将进行载人登月；
在此之后的几年中，NASA每年都将派遣宇航员前往月球，他们不仅会完成登月任务，还会继续组建Gateway月球中继站。
预计到2026年中继站建设完成，之后，宇航员将于2028年着手建立月球地面站。
根据之前和最新的计划，以月球基地作为跳板，NASA的载人登陆火星都选在了2035年前后。
NASA目前的登月计划时间表 | NASA 作者汉化
月球空间站
这一次的登月计划，并不是照搬50年前的技术，在科学目标和探索方式上有着千差万别。
比如，这一次登月的目的地非常明确——月球南极，这里是目前月球探测的热门地区。
而在历史上，月球南极是长期被忽视的区域，没有探测器在附近软着陆。嫦娥四号是目前距离月球南极最近的软着陆探测器，然而它到月球南极，仍然有着相当于哈尔滨与北极点之间的纬度差。
月球南北极近些年热门的一个重要原因，是人类发现这里可能蕴含了数百万吨的水冰，这对月球探索和未来的月球基地都至关重要。
月球南极永久阴影带中可能蕴含水冰 | NASA
而和阿波罗工程最主要的区别在于，这次人类要在月球留下来，而不只是在月球留下痕迹、带走样品。
由于阿波罗计划比空间站要早，当时的人们并没有让宇航员长期驻留太空的能力。
于是，在设计阿波罗工程时，载人飞船甚至没有太阳能帆板，只携带足量的电池组，最终需要在有限的时间内完成尽可能多的任务，最长的任务周期只有13天。
而现如今，空间站技术相对完善，人类已经掌握了长期在太空中生存的技术。空间站的位置可以再向外挪一挪，不用都挤在近地轨道上了。
基于这一因素，阿尔忒弥斯工程有了和之前探月计划不同的一款航天器，The Gateway。原义表示互联网中的网关，或现实生活中的入口，我们可以理解成月球前哨站、月球中继站的意思。
Gateway的构造概念图，右下角是国际空间站和Gateway的大小比较 | NASA，作者汉化
阿波罗计划也曾经有环绕月球的指令舱和登月舱，但只是无奈之举。如果阿波罗飞船全部登月，就需要打造比土星5号更大的土星C8火箭。
作为最终的折中方案，阿波罗飞船在月球轨道分离和对接，只让登月舱登月。
而阿尔忒弥斯的月球中继站则将长期环绕月球，并自动化运作。按照计划，宇航员一年至少会进驻一次，每次最长可在中继站中生活3个月。
与阿波罗计划差别更大的是，载人和登月的飞船将是可重复使用的。
因此，Gateway中继站起到了类似机场的作用，宇航员可以在一次任务中进行多次登月，中继站为宇航员提供休整、补充补给和更换科学仪器的空间。
Gateway 计划由多国宇航机构合作建造 | NASA
不过，和国际空间站相比，月球中继站要小得多，前者的居住容积大约相当于六居室，而后者只是基本的一居室。
较小的月球中继站预计需要5~6枚火箭运载，而建造国际空间站一共发射了34次火箭。
Gateway中继站和国际空间站一样，也将是多国合作研发，目前计划有美国宇航局NASA、欧空局ESA、俄罗斯宇航局ROSCOSMOS、日本宇航机构JAXA和加拿大宇航局CSA参与其中。
根据目前的计划，月球中继站的第一部分将于2022年发射，预计将在2026年初步完成搭积木式的拼装。
Gateway中继站与猎户座飞船的想象图 | NASA
机遇和挑战
这次特朗普疑似空降的登月计划，到底是否可以实现，会不会像他的部分语录一样“不靠谱”呢？
总的来说，这个计划能否实现，仍然受制于前文中有关登月的诸多限制因素。
从乐观的角度来看，这个看似空穴来风的登月计划，实则继承了15年来（2004~2019）、三任美国总统的载人航天计划，在这些断断续续换了几个名称的计划中，已经投入了大量的资金和人力，并积累了丰富的经验。
尽管SLS重型运载火箭和猎户座飞船一直在跳票，但我们可以看到，这些项目一直在持续推进。
此外，商业化的SpaceX重型猎鹰、超重型猎鹰火箭和载人龙飞船，蓝色起源的新格伦重型火箭，波音的CST-100飞船项目也都在推进中。
前往月球的货运补给也可以通过商业航天来降低经费需求。在这次的登月计划中，也明确提到了让商业航天参与载人登月的方方面面。
而从悲观的角度来看，登月计划在15年间，饱受资金短缺、政策变向的困扰。
特朗普这次带来的16亿美元仍然是杯水车薪，需要未来长期的资金投入；而在政策上，特朗普并不一定能连任，还需要避免奥巴马政府时期取消和削减情况的发生。
此外，无论是SLS重型运载火箭、猎户座飞船，还是商业载人飞船，都问题频发，发射日期一拖再拖，前不久还发生了载人龙飞船原地爆炸的重大事故。
总之，这个登月计划既有乐观的因素，也有悲观的因素。这些因素的可变性都不差，因此未来登月计划的实现，还是需要依赖一定时间内充裕的资金支持和政策支持。
未来登月想象图 | NASA
尽管现在还不能高兴得太早，但冲出地球是人类未来的趋势。NASA则在宣传中提到，探索精神是写在人类基因里的。
就像现代火箭之父齐奥尔科夫斯基早在100年前就曾经说过的那样——地球是人类的摇篮，但人类不可能永远待在摇篮里。
本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42）；作者：鸑鷟鹓鶵；编辑：Steed
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