来自：经纬创投

　　今日下午2点47分，随着NASA新一代登月火箭太空发射体系（SLS）载着猎户座飞船点火升空，“一鸽再鸽”的阿尔忒弥斯1号任务终归正规发射，最初为期4到6周的月球往返之旅。

　　自1972年12月19日“阿波罗17号”完毕任务返回地球后，迄今为止还未有宇航员再踏足月球土壤。时隔50年，人类将再向38万千米开外的月球发起载人登月任务。与此同一时间，华夏、俄罗斯等国度的载人登月计划亦在进展中。人类实现重返月球，映入倒计时阶段。

　　作为阿尔忒弥斯计划（Artemis Program）的初次飞行，本次飞举止一次没有人试验，此中将搭乘3个装有仪器的人体模子。这将是NASA对猎户座飞船（Orion）、太空发射体系(SLS)火箭、肯尼迪航天中心的地面体系的首次概括测试。依据规划，在延续的任务中，NASA还将连续认证绕月、着陆、返回技艺，终归构建起一种名为“门户”（Gateway）的月球轨道体积站，为长久、可持续的月球任务存留铺平公路，并为未来宇航员的火星任务提供跳板。

　　阿尔忒弥斯计划详细是如何规划的？与五十好几年前的阿波罗计划比较，阿尔忒弥斯计划有何区分？我们国家的载人探月及深空探寻又有何新进展？之下，Enjoy：

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　　四次飞行，如何逐步实现重返月球？

　　阿尔忒弥斯计划的名字，与阿波罗计划一样，都取自希腊神话，为太阳神阿波罗的孪生姐妹、月亮女神之名。53年前，以阿波罗命名的月球探测计划实现了人类在月球上的“一小步”；现在，阿尔忒弥斯将在月球乃至宇宙探寻中迈出“下一步”。

　　阿尔忒弥斯计划由一系列发射任务构成，其指标是使人类重返月球外表，构建长久的月面基地，并实现未来的载人火星登陆。

　　作为先锋行动，本次阿尔忒弥斯1号的成败打算了延续一系列繁杂任务的进展概况。在这一次没有人飞行中，猎户座飞船将乘坐太空发射体系（SLS）升空，后者是NASA自土星五号以来最强盛的运载火箭，飞行约28万英里后，在距离月球数千英里的轨道执行4到6周的任务，不着陆，仅发展演练与测试。它不但将刷新人类建设的宇宙飞船所飞好的最远距离记录，也将刷新飞行器在太空的第一长停留时间。

　　若1号任务达成顺利，NASA将在2024年左右开展阿尔忒弥斯2号任务。那将是一次载人绕月飞行，运用与首次发射时相同的SLS火箭，将飞船送到稍有不同的绕月轨道，只是飞船依旧不发展着陆，仅在载人概况下测试要害体系。

　　再以后即是要害的阿尔忒弥斯3号任务，包涵一套寻常的绕月、着陆、返回升程，届时NASA将让首位女性和首位有色人种航天员登陆月球。

　　待到阿尔忒弥斯4号时，NASA计划构建其一种名为“门户”（Gateway）的月球轨道体积站，为延续登上其它星球发展准备。

　　因此可视，面临登月并建设体积站这种尚未达成的巨大指标，NASA仍是抉择一步步发展阿尔忒弥斯计划，在操控风险的概况下重返月球。

　　为执行这种巨大的重返月球计划，NASA研制了最新一代的火箭体系与飞行器。此中，太空发射体系（SLS）作为主力运载火箭，高约98米，是自土星五号以来运载能力最强盛的火箭。SLS专为深空任务设置，整合了航天飞机的最重要的部件，并使用新的用具和生产技艺发展了硬件进级，足以和阿波罗计划的“土星五号”相媲美，将人货运送到月球甚而更远的位置。

　　而阿尔忒弥斯号的主力载人航天器则为猎户座载人飞船，由乘员舱、效劳舱、发射逃逸体系等构成。此中，乘员舱可行在不与其它航天器对接的概况下，为4名宇航员提供长达21天的生活体积。乘员舱下方是欧洲航天局（ESA）提供的欧洲效劳舱，最重要的由空客企业生产，效劳舱将为航天器提供电力、推行、热操控、空气和水。

　　在每一次任务完毕后，乘员舱将是独一返回地球的部分。只是，在前几次飞行任务中，少许高价格的机组组件都将来会被循环运用，NASA也计划在以后任务中复用更多组件以下降本钱。

　　当SLS和猎户座飞船达成”双剑合璧“后，由两个固体火箭助推器和4个强盛的启动机提供能源，从肯尼迪航天中心的39B发射场升空。SLS在发射和升空时期将发生880万磅的推力，将重近600万磅的猎户座飞行器送入轨道。点火两分半钟后，两个固推被耗尽后分离。发射8分钟后，芯级也被耗尽分离。上层级短暂点火，让飞船映入地球停泊轨道。

　　以后，猎户座飞船绕地轨飞行时，将达成包括部署太阳能电池阵列在内的一系列任务。在阿尔忒弥斯1-3号任务中，暂时低温推行段（ICPS）将为猎户座提供离开地球轨道、飞向月球所需的庞大推力。从那边，猎户座将在发射后约两小时内与ICPS分离。接下来，ICPS将部署少许小卫星，即立方体卫星，来发展几项实验和技艺演示。假设部署成功，此中两颗立方体卫星将用不同的形式绘制月球外表的水冰（water ice）。水冰是由水或融水在低温下固结而成的冰，也许可行作为未来人类探险的资源。

　　当猎户座飞船接着沿着地球到月球的轨道向前时，它将由欧洲效劳舱推行。猎户座将穿过范艾伦辐射带，飞越全世界定位体系(GPS)卫星星座，并飞越地球轨道上的通信卫星。为了与休斯顿的任务操控中心发展对话，猎户座将从NASA的跟进和数据中继卫星体系变换到经过深空网站发展通信。

　　猎户座飞船月球之旅时期，工程师将估价航天器的体系，并依据须要修正其轨道。航天器将在该轨道上停留大约6天，以收集数据，并让任务操控人士估价航天器的功能。在这段时间里，猎户座将用月球绕地球运转的方向逆行。

　　虽为一次没有人飞行，但猎户座飞船中也装载了三位假的“宇航员”，此中“指挥官”坎波斯（Moonikin Campos），名字来源于阿图罗·坎波斯(Arturo Campos)，是NASA的一名电气工程师，曾帮助阿波罗13号平安返航。飞船的椅子和宇航服等上面都布满了传感器，用以检验任务中的触动、提速度和辐射，帮助NASA理解如何在然后的任务中更好地庇护宇航员。

　　除了假人宇航员外，本次任务还装载了小羊肖恩和象征着平安飞好的史努比，作为零重力指令器。

　　在返回地球的途中，猎户座再发展一次近距离飞越，使飞船在距离月球外表约60英里的范畴内，飞船将应用效劳舱的另一种精准定时启动机，在月球引力的效用下提速返回地球。飞船映入地球大度层后，猎户座底部的温度将达到太阳外表一半的温度。最终，飞船将在加州下巴岛海岸周边的回收船视觉范畴内精准着陆，溅落回收的过程与此前SpaceX龙飞船的大致相同。

　　阿尔忒弥斯1号的发射，是对猎户座、SLS和肯尼迪航天中心的地面体系的一次概括测试，为的是终归满足深太空中最具挑战性的人士和货物任务要求，实现“Moon to Mars”，剑指火星以及其它未曾探寻的太阳系深空。

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　　与阿波罗计划比较，

　　阿尔忒弥斯计划的硬件有何进级？

　　与阿波罗计划不同，依照这一新的登月计划，宇航员在月球上将非是短暂停留，却是准备塑造一种生活长达一种星期的月球基地。计划中的月球体积站不但是人类再一次登月的转运站，况且将作为前往更遥远的行星进发的基地。

　　若一切顺利，人类实现真实载人登月、重返月球外表或最早在2025年实现，只是以NASA的“鸽王”作风，倒还不必对这种时间过分期待。

　　仅是阿尔忒弥斯1号，NASA就曾经在全世界的关心下“一鸽再鸽”，全个发射计划不停受飓风、能源泄露等各式表里部要素作用，从8月底延期四次到了此刻，命途多舛。

　　虽然如许，阿尔忒弥斯计划至少给出了上世纪60年代阿波罗计划以来，最雄心勃勃的载人登月时间表。

　　自然，全部相关阿尔忒弥斯的疑问，当然少不了与阿波罗计划的相比。

　　▌火箭：SLS vs 土星五号

　　单从近地轨道（LEO）的运载能力数据看，SLS的LEO运载能力为95吨，较土星5号最高可达到的140吨并没有显著优势。

　　但SLS还在进一步进级中，估计到阿尔忒弥斯4号计划时，进级后的Block 1B版本有更为强盛的上层级（EUS），从而提升地月转嫁轨道（TLI，即从提速离开地球到近月制动为止的轨道段）的能力。进级版的EUS将向月球发射83000磅的载荷，比早期阿尔忒弥斯任务中运用的ICPS多40%，比现存的全部火箭多70%。

　　另外，在阿尔忒弥斯计划中，也另有其它一系列的运载火箭及飞行器，包括Starship，Vulcan，New Glenn等，各自用本人的火箭发射并承受部分任务。因而，在硬件抉择上，阿尔忒弥斯计划和阿波罗计划实质有着不同的考虑，不要将全部任务的负担押注在单一一种超等火箭上。

　　▌太空舱：猎户座 vs 阿波罗

　　从太空舱看，猎户座倒是“赢麻了”——猎户座太空舱宽5米，阿波罗太空舱宽3.9米，猎户座的9立方米宜居体积，比阿波罗大了近50%，最多可装载6名宇航员。

　　体积变大的同一时间，太空舱的重量也获得了减少，这关于深空探寻意义十分。猎户座太空舱及其效劳舱加满能源后重26520公斤，而“阿波罗”太空舱及其效劳舱加起来重达28800公斤。

　　构造分配上也极为不同，阿波罗的指挥舱十分小，有个相当大的效劳舱，而猎户座则十足相反，保证了宇航员宜居性。

　　▌着陆器：1 to N

　　截然不同的月球着陆器抉择，则反应了60年后商业航天的突飞猛进。

　　在阿波罗计划中的登月舱，由格鲁曼企业（Northrop Gru毫米an）制造，高7米，腿伸出时宽9.4米，能源十足时重达1.64万公斤。它可行携带两名宇航员到月球外表，并停留75小时。

　　而阿尔忒弥斯计划抉择发起了“人类着陆体系”（Human Landing Systems）名目，由一系列商业协议构成，更相似于商业载人名目。NASA对此无制订全部严刻的指导方针，接纳投标的准则要点在于估价是否在2024年这种时间内将一种着陆体系送往月球并返回，目的是为4名宇航员提供长达2周的每一次任务。

　　而且在阿尔忒弥斯计划中，入围计划的选手们不但要给出不同的着陆器方案，还要自行发射，不行够运用SLS。此中最有看点的当然是SpaceX、蓝色起源、Dynetics之中的竞争。

　　只是出人预想的是，昨年4月，NASA抉择仅与SpaceX签定了一份协议，提供29亿美元给SpaceX开发星际飞船。信息发表后，贝索斯的蓝色起源对此番“被截胡”显示了惨重不满与抗议，甚而将NASA告上法庭。然则，起诉未能成功，倒是还被马斯克发了一条带表情包的推特嘲讽

　　本年11月，阿尔忒弥斯1号任务发射之际，NASA授予SpaceX第二份“阿尔忒弥斯”登月协议，价格约11.5亿美元，作为NASA阿尔忒弥斯4号任务的一部分，SpaceX将在2027年提供第两次载人着陆演示任务。

　　这也意指着，假如一切进展顺利，SpaceX将参加阿尔忒弥斯3号和阿尔忒弥斯4号任务，二次载人登月。

　　▌着陆点抉择：初次着陆月球南极

　　NASA近期推出了阿尔忒弥斯3号的13个着陆点抉择，悉数都处在月球南极的沙克尔顿陨石坑。这点地域位于距离月球南极6度的纬度范畴内，全体上具备不同的地质特征。每个详细的着陆点与发射窗口的时间紧密耦合，保证了全年发射的灵活性。

　　抉择这点着陆点除了考量发射窗口可用性外，科学家与工程师团队还对各地域的平安着陆能力发展了估价，包括地形坡度、与地球通讯的便捷水平和照明要求等，并兼具可达性。届时宇航员将冒险映入人类之前未探寻过的黑暗地域，并为未来长久驻守地外星球奠定根基。

　　值得期待的是，在阿尔忒弥斯3号任务中，极有可能得到更多对于月球水冰（water ice）的消息。早在上世纪60年代，科学家们就提议水冰可能存留于月球、水星和谷神星的永久阴影地域。

　　直到2018年，夏威夷大学和布朗大学的科学家们干脆观测到了月球南极的水冰，初次在月球外表发觉水冰存留的干脆证据。月球南极的多数水冰聚集在月球的环形山。而北极的水冰虽广大分布但很稀疏。人类也许可行从中提取氧气和氢气。水冰的显露可行使月球成为人类发展深度太空探寻的“加油站”，甚而能帮助人类在月球上构建长久或永久基地。

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　　导入商业竞合，

　　有可持续性才能等到实现火星梦想

　　从硬件上看，阿尔忒弥斯计划虽然有不少进级，但依旧不可动摇五六十年前阿波罗计划划时期般的位置价格。那为何自1972年以来美国就无再回来过月球？为何NASA不从新建设阿波罗计划的土星5号火箭和阿波罗太空舱？

　　回顾阿波罗计划，这种在美苏军备竞赛特定时间下的产品，于今看依旧是场不到最终一刻都没有办法晓得结局的“赌博”。

　　1960年，在NASA提议阿波罗计划之初，并没有获得马上经过。而苏联在太空竞赛中的一系列成就还在不停传出。1961年4月12日，苏联加加林驾驭“东方1号”飞船映入太空，绕地飞行一周，成为全球上第一位“太空人”。在此刺激下，一种月后时任美国总统肯尼迪便正规宣告了“阿波罗”计划。

　　肯尼迪曾在国会发言时说：“咱们抉择在这种十年登上月球并实现其它指标，非是由于他们容易，却是由于他们艰难”。

　　据说在阿波罗计划最初之初，里面估算唯有5%的概率成功登上月球并平安返回。这就像在悬崖边骑两轮车、在风暴里面买彩票时中奖并还能躲过一劫，阿波罗计划登月充斥着庞大风险，更像是登月竞赛下的放手一搏。1968年到1972年，NASA共发射了9次载人月球任务，此中6次成功着陆，12名宇航员登上月球外表。但同一时间也产生了屡次诸多可怕的车祸。

　　著名的阿波罗1号事故，在地面测试时就突发大火导致了3名宇航员遇难，这也让得纯氧环境被NASA从新考量。阿波罗11号任务中，阿姆斯特朗迈出人类登月的第一步，却在从月球返回时碰到点火开关故障，所幸奥尔德林掏出一支毡尖笔替代故障位子，重启飞船。阿波罗12号、13号、15号等都碰到了足以激发全体不成功的难题或车祸。

　　除了庞大的风险祸患外，阿波罗计划的天文数字本钱代价，也是当下难以复刻的。送12名宇航员上月球，阿波罗计划耗资255亿美元，约占当年美国GDP的0.57%，占当年美国悉数科技探讨开发经费的20%。

　　而阿尔忒弥斯则为一种相对可持续的名目。与上世纪60年代比较，能以更低的本钱、更没有问题技艺和更平安的形式到达月球，是全世界科学家的一同追求。

　　关于现在的NASA而言，没再会有阿波罗计划那样的没有限资金和扶持，它们必需明白估价每个名目的风险。尤其是在“挑战者号”“哥伦比亚号”二次庞大的惨烈车祸后，不但给参加者与家属带来庞大创伤，也作用到NASA资金与发射计划。

　　换言之，太空竞赛后的NASA没再有高容错率来承担庞大的风险，不得不改变了它们验证和计算风险的形式。此刻NASA会计算每一种单独部件的确切故障率，并估价每个部件、子部件和体系故障所涉及的风险。

　　因而，与阿波罗计划比较，阿尔忒弥斯计划在平安性和功能方面有了确实的进级。

　　比如，太空舱由靠能源电池运行，改成运用太阳能和120伏锂离子电池；针对机械开关的车祸，阿尔忒弥斯计划的太空舱装备了高度可配置的电脑，机械开关的数量只剩60个左右；猎户座的计算机比阿波罗号的计算机强盛1000倍，冗余度也更高。

　　猎户座在导航方面也有了极大进级，近地时可用GPS卫星，远离地球时则可运用自动的恒星跟进设施；对接体系也采纳了一种新的TRIDAR或3D激光测距和一种高度进级的相机，可实现自动停靠；在热庇护体系、降落伞、辐射屏蔽资料等方面，阿尔忒弥斯也增添了更多平安的考虑。

　　依据全新预计，从2012年到2025年，NASA将为“阿尔忒弥斯”计划消费930亿美元；而2021年至2025年，这五年就须要消费530亿美元。此中SLS火箭是庞大的吞金兽，单次发射本钱超越40亿美元。假如一系列任务没有办法按时达成，延续消费还将增添。

　　尤其是这一切仍是在阿波罗计划留住的庞大根基设备遗产的根基上，因而就有了上文所述的NASA将运送宇航员的事业放出来给SpaceX、蓝色起源等私营企业合作的举动，因此节省下的资金用于地球轨道和地月体系以外的太空探寻。这点任务也推进了太空经济下新资产和新技艺的进行。

　　日前有超越3800家供给商为猎户座、SLS火箭和肯尼迪航天港提供效劳，包括Aerojet Rocketdyne、波音、雅各布斯、洛克希德·马丁和诺斯罗普·格鲁曼等企业。与此同一时间，阿尔忒弥斯计划的合作范畴也拉伸到了世界，欧洲等多地的供给商，也在为此项计划而事业。

　　因而，尽管阿尔忒弥斯计划日前在本钱上和研发周期上并没有有显著优势，但导入商业竞合形式或能够给其一次庞大的翻牌机会。与本钱差不多不可能下降的阿波罗计划比较，在技艺的创新进行、重用复用以下，阿尔忒弥斯计划有着更可靠的持续进行性，名目持续时间越长，本钱也就将相应下降。而SpaceX、蓝色起源等“鲶鱼”的入局，也许可行让NASA在节约大批本钱的同一时间，真实实现这场冒险的终归目的——Moon to Mars。

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　　“能去的时刻必定要去”，

　　华夏载人探月时间表已出炉

　　在阿尔忒弥斯计划发展的同一时间，列国的登月探寻计划也在连续展开中：澳大利亚、加拿大、意大利、日本、卢森堡、阿联酋和英国曾经加入“阿尔忒弥斯”计划，并期望能确认开采月球矿产资源的全部权；华夏、俄罗斯与印度等国度则希望经过独立研制，实现载人登月。

　　自2007年10月嫦娥一号成功发射以来，华夏曾经向月球发射了5次探测器，并实现了人类探测器初次月背软着陆、捎回人类最新的月壤样品等庞大效果，这点成功试验为延续载人登月奠定了根基。

　　据全新信息，我们国家已正好论证载人登月方案。探月工程四期通过好几年论证，已于2021年底正规立项，映入实行阶段。在不远的将来，华夏航天员将有望登陆月球，延续还将建设世界月球科研站 。

　　而为了满足未来航天任务的要求，我们国家新一代载人运载火箭的研制也处于要害技艺攻关及方案深化论证阶段。在本次珠海航展上，我们国家新一代运载火箭家庭的模子集体展示，此中就包括备受瞩目的载人登月“专车”。估计在2030年左右，经过二次发射任务，实现咱们本人真实的“嫦娥奔月”。

　　航天科研耗价高昂，为什么列国都要执着于载人登月？这本来是一场“高投入高风险高回报”的探寻。作为人类史上最繁杂的体系工程，航天技艺不但是国度经济与技艺实力的表现，还可行推进若干高新技艺和根基科学范畴的创新，对国度乃至人类进行有着重要意义。

　　阿波罗计划虽消费了天价的经费，却也实切实在催生了美国液体能源火箭、微波雷达、没有线电制导、合成资料、计算机等高科技产业，并留住了丰厚的航天根基设备遗产。俄罗斯曾经过和平号体积站发觉十余个金属矿和百余个油脉，价格远超体积站的投入费率。

　　更况且关于月球、火星等深空探寻计划而言，未知的发觉一定远超想象。嫦娥一号卫星体系总指挥兼总设置师叶培建曾说：“结合国月球公约上说‘月球是全人类的’，这很好，但后面另有一句话叫‘谁开发谁应用’。假如今日不去，将来想去都去不了，是以在能去的时刻必定要去，是以华夏必定要去。”随着北斗、嫦娥、祝融、华夏体积站等航天工程的顺利推行，华夏的航天能力正好逐步被认可，载人登月指标没再遥不可及。

　　在这场全世界大国参加的太空探寻竞赛中，重返月球不过人类进一步探寻其它星球的首站。在全世界气候危机的背景下，人类在庇护地球的同一时间，还不得不向地外探寻更多解法，拓展生存体积。

　　咱们无更多的退路，唯有探寻与再探寻。