美國重返月球細(xì)節(jié)公開：占領(lǐng)它！

美國宇航員阿姆斯特朗邁出的一小步，是人類邁出的一大步。

1969年7月20日，人類第一次踏上月球。

50年后，美國國家層面宣布并要求美國國家航空航天局（NASA）執(zhí)行重返月球計劃，將于2024年將兩名航天員（一名女性、一名男性）運(yùn)送到月球南極，并于2028年建立一個月球永久基地，實現(xiàn)人類在月球定居、學(xué)習(xí)，甚至再造月球，并將其作為前往火星或進(jìn)行其他星際探索的中轉(zhuǎn)站。

這就是雄心勃勃的“阿爾特彌斯”（Artemis）計劃。

近日，NASA公布了“阿爾特彌斯”計劃的幾大關(guān)鍵要素，這些要素將使在月球表面建立永久基地并展開研究工作成為可能。

“阿爾特彌斯”計劃

希臘神話中，月亮女神阿爾特彌斯是宙斯和勒托之女，是太陽神阿波羅的孿生姐姐，而“阿爾特彌斯”計劃也將首次搭載女宇航員登上月球。

這一計劃于2019年7月20日—;—;阿姆斯特朗登月50周年當(dāng)天公布。

按計劃，這一宏大的工程共包括3個階段：

第一階段（Artemis 1）：安裝在“航天發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）重型火箭上的“獵戶座”飛船圍繞月球進(jìn)行為期3周的無人飛行后返回地球，于2020年下半年完成；

第二階段（Artemis 2）：2023年完成載人飛行；

第三階段（Artemis 3）：首位女性宇航員、第二位男性宇航員于2024年登上月球。

在此基礎(chǔ)上，NASA計劃于2028年建立一個月球殖民地。

值得一提的是，美國CNBC電視臺主持人曾對這一計劃進(jìn)行解讀：

NASA的長期計劃是重返月球、占領(lǐng)月球、建立中轉(zhuǎn)站，然后進(jìn)一步進(jìn)軍火星。

三個關(guān)鍵要素

2020年4月初，NASA 公布了這一計劃的更多細(xì)節(jié)，描述了其基礎(chǔ)設(shè)施的核心組件，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了可持續(xù)月球探索與發(fā)展的概念。

NASA的計劃涉及三個關(guān)鍵要素。

一是“月球越野車”（LTV）。

實際上，為更好地研究月球，一個不可或缺的角色便是“月面巡視探測器”，即我們常說的月球車—;—;一種能夠在月球表面行駛并完成月球探測、考察、收集和分析樣品等復(fù)雜任務(wù)的專用車輛，分為無人駕駛和有人駕駛兩種：

1970年11月，前蘇聯(lián)發(fā)射的無人駕駛月球車1號成功降落在月球上，成為世界上首個月球車；

1971年7月，美國阿波羅15號宇航員戴維斯-R-斯科特和詹姆斯-B-歐文進(jìn)行了首次有人駕駛月球車的月球表面行駛；

2013年12月2日1時30分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將嫦娥三號探測器送入軌道。同年12月15日4時35分，嫦娥三號探測器成功釋放無人駕駛月球車玉兔號，使其駛抵月球表面。玉兔號共在月球上工作了972天，作為中國在月球上留下的第一個足跡，意義深遠(yuǎn)。

科學(xué)家對月球車在月面實地考察后帶回的寶貴資料進(jìn)行分析研究，無疑大大深化了人類對月球的認(rèn)識。

另外，各類月球車都具有前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、爬坡、取物、采樣和翻轉(zhuǎn)（跌倒后能翻身）等基本功能，甚至具有初級人工智能的特征（如識別、爬越或繞過障礙物等）。這些都與現(xiàn)代機(jī)器人所具有的功能相似，因此在某種意義上，月球車屬于機(jī)器人技術(shù)。

而“阿爾特彌斯”計劃中將使用的月球越野車在本質(zhì)上其實是有人駕駛月球車。據(jù)悉，月球越野車不會有封閉的駕駛艙，所以宇航員需要穿上具有防護(hù)功能的艙外活動宇航服駕駛月球越野車，進(jìn)行月面短途旅行。

二是“可居住移動平臺”。

實際上，這是一個更大的月球車，完全受人類控制，可支持完成遠(yuǎn)離飛船著陸點(diǎn)的更長旅程，最多可支持宇航員外出探索45天。

三是“月球基地表面棲息地”。

這是宇航員的固定居所，可以說是宇航員在月球表面短期停留的家，可同時容納四名宇航員。

空間站Gateway

值得注意的是，NASA在公布“阿爾特彌斯”計劃的相關(guān)細(xì)節(jié)時還提到：

與國際空間站一樣，Gateway也將隨著時間的推移不斷擴(kuò)大—;—;增加新的模塊、更多的居住空間，以及額外的工作和實驗空間。

NASA方面表示，以上的改進(jìn)非常重要，因為它不僅是月球表面任務(wù)的起點(diǎn)，也是探索火星和其他星球的中轉(zhuǎn)站。

就“阿爾特彌斯”計劃后續(xù)的火星計劃而言，未來可能將有4名宇航員組成的小組在Gateway上停留幾個月，模擬火星之旅，這也是了解人類火星之旅如何運(yùn)作的關(guān)鍵一步。

上述Gateway實際上是NASA正在設(shè)計開發(fā)的一種小型宇宙飛船，將繞月球軌道運(yùn)行，距離地球400,000千米。

【Gateway概念圖】

實際上，我們可以把 Gateway理解為一種為2024年宇航員登月而服務(wù)的空間站。Gateway設(shè)有生活區(qū)、科學(xué)研究實驗室，未來將是宇航員的臨時住所和辦公室，宇航員可一次生活工作長達(dá)三個月。

即便是沒有機(jī)組人員的時候，機(jī)器人和計算機(jī)也可在Gateway內(nèi)外進(jìn)行實驗，自動將數(shù)據(jù)返回地球。

【Gateway可能涉及的部件陣容】

那么，什么是空間站？

實際上，空間站又稱太空站、航天站。是一種在近地軌道長時間運(yùn)行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的航天器，不具備返回地球的能力（最終在大氣層中被燒毀）。

20世紀(jì)60、70年代，美國阿波羅11號飛船（即阿姆斯特朗乘坐的飛船）搶先登陸了月球，前蘇聯(lián)在與美國的太空競賽中落敗，因此轉(zhuǎn)向了其他領(lǐng)域的探索，其中就包括空間站。

1971年，世界首個空間站禮炮（Salyut）1號問世，由前蘇聯(lián)發(fā)射升空。不幸的是，3名航天員在乘坐禮炮1號上的聯(lián)盟號飛船返回地球的過程中，由于返回艙上平衡閥異常打開造成的返回艙失壓而全部死亡。

1973年，美國緊隨其后，發(fā)射了天空實驗室號（Skylab）空間站，科學(xué)家利用該空間站做了許多關(guān)于醫(yī)藥、地質(zhì)和天文等方面的科學(xué)實驗。

此后，各國在空間站方面不斷探索。

如今，世界上在軌運(yùn)行最大的空間站為國際空間站（ISS），自1998年正式建站以來，經(jīng)過十多年的建設(shè)，于2010年完成建造任務(wù)轉(zhuǎn)入全面使用階段。該空間站主要由NASA、俄羅斯國家航天集團(tuán)（Roscosmos）、歐洲航天局（ESA）、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）和加拿大空間局（CSA）共同運(yùn)營。

而我國的天宮一號（2011年9月29日發(fā)射）、天宮二號（2016年9月15日發(fā)射）都屬于空間實驗室，是一種開展空間試驗活動的載人航天飛行器，規(guī)模上小于空間站，可以說是空間站的雛形。預(yù)計2022年前后，我國也將完成中國空間站（又稱天宮空間站）的建造并開始運(yùn)營，規(guī)模約100噸，可載3人。

是什么阻止人類重返月球？

1969年，人類第一次登月任務(wù)、美國阿波羅計劃的第五次載人任務(wù)順利完成。但為何此后的50年來再無一人登上月球？

實際上，登月最大的阻礙之一是“月塵”，即月球表面的細(xì)小塵埃。多數(shù)專家認(rèn)為月塵是由于隕石撞擊形成，其中大部分是玻璃。

附著于航天器的各種表面上的月塵可能引起很多故障，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死、密封機(jī)構(gòu)失效、光學(xué)系統(tǒng)靈敏度下降、部件磨損及熱控系統(tǒng)故障。

因此，宇航員不得不花大量的寶貴時間來清除各種表面上的月塵，然而使用刷子清除月塵不僅十分困難，還很容易擦傷器件表面。

當(dāng)然，登月自然也需要花費(fèi)大量的金錢—;—;完成“阿爾忒彌斯”計劃或?qū)⒒ㄙM(fèi)200-300億美元。

其中，NASA為“獵戶座”飛船訂購了6至12艘密封艙，總價值27億美元，2022財年還將增訂3艘密封艙執(zhí)行“阿耳忒彌斯6-8”任務(wù)，總價值19億美元；SLS（太空發(fā)射系統(tǒng)火箭）估計發(fā)射費(fèi)用在10億美元左右；根據(jù)NASA公布的總統(tǒng)預(yù)算草案，2019年為Gateway撥款為198.92億美元。

不過即便如此，重返月球計劃也在穩(wěn)步進(jìn)行。人類的下一個“一大步”何時順利邁出，我們拭目以待。