重返月球 “美”梦难圆
工程师们在佛罗里达州肯尼迪航天中心衔接“猎户座”飞船的指令舱和服务舱。
“猎户座”飞船在佛罗里达州肯尼迪航天中心进行测验。
2024年7月，太空发射体系（SLS）火箭的中心级从组装厂运抵佛罗里达州肯尼迪航天中心。
美国曾在50多年前完结过人类的初次登月，为何现在重返月球的方案进行得如此困难？
1.困难重重
1972年，当“阿波罗”17号的宇航员从月球回来时，他们不会预料到，在接下来的50多年里，他们将成为终究一批踏足月球的美国人。尽管美国近几任总统都曾提出过月球勘探方案，但自那今后，美国宇航员再也没进入过地球轨迹以外的深空。现在，美国航空航天局（NASA）总算方案在2025年秋季履行“阿尔忒弥斯”二号飞翔使命，从头将人类送回月球。但这项方案进行得如此困难，这是为什么？
新使命“阿尔忒弥斯”二号在某些方面与1968年的“阿波罗”8号飞翔使命十分类似。其时，三名宇航员绕月飞翔后未着陆，直接回来地球。“阿尔忒弥斯”二号使命则方案将四名宇航员送入月球轨迹，进行为期10天的飞翔，这也是美国航空航天局新式太空发射体系（SLS）火箭和“猎户座”飞船的初次载人测验。尽管美国稀有十年的技能进步堆集，但此次使命仍然与上世纪中期探月使命有一个共同点——它仍是一项极点困难的应战。
挑选去做“不是因为它们简略，而是因为它们困难”，这是肯尼迪总统在1962年讲演中提出的一部分理由，旨在激起大众对阿波罗方案的支撑。这一理由在其时树立，现在仍然适用——现实上，现在的登月使命或许比几十年前愈加艰巨。
美国航空航天局的阿尔忒弥斯方案一向遭到长时刻延误、本钱超标和各种意外问题的困扰。这项太空方案与许多地上项目（例如地铁晋级和公路制作）有类似之处，它们现在好像都要比曩昔花费更长时刻，而且本钱更高。现在制作大工程真的更困难吗？为什么重复美国半个多世纪前完结的登月项目，会变得如此耗时？
2.山重水复
阿尔忒弥斯方案的下一步基本上是“阿波罗”8号使命的重现，但该方案的方针远不止于月球。“阿尔忒弥斯”二号使命的担任人马修·拉姆齐表明：“咱们的终究方针是火星，但抵达火星并在火星上生计是极为困难的，因而咱们会将方针分解成一系列的小进程逐渐完结。”
这项方案的初次使命——“阿尔忒弥斯”一号于2022年成功将一艘无人驾驭的航天器送往月球轨迹，绕月飞翔后回来地球。在完结“阿尔忒弥斯”二号使命后，方案的第三至第六阶段将把宇航员送上月球，并开端树立“月球门户”——一个绕月运转的空间站。后续使命也会专心于在月球外表树立可居住的基地。
阿尔忒弥斯方案在刚刚发动时就现已面对长时刻延误等许多严峻的问题，最近美国航空航天局督查长办公室发布的审计陈述具体地列出了这些问题。首要，估计到2025年，该方案总耗资将高达930亿美元，超出原定预算数十亿美元。其次，“阿尔忒弥斯”一号使命提醒了“履行‘阿尔忒弥斯’二号使命，将宇航员送上月球之前，亟须处理的关键问题”。依据审计陈述，“猎户座”航空舱的隔热罩呈现毛病，且与工程师猜测并不相符，其具体原因没有查明。此外，飞船上的螺栓也呈现了“意外的熔化和腐蚀”，而且电力体系也呈现了反常，这或许导致未来宇航员在使命中面对动力与储藏缺乏的危险，乃至或许呈现推动力或压力缺乏的状况。
陈述指出，这些“反常”——航天范畴用来描绘严重问题的术语——“对宇航员的安全构成了严重危险”。此外，该项目还面对着硬件、数据和通讯方面的应战。更糟糕的是，督查长发现，开始的发射对体系形成了意想不到的损坏，导致修正费用逾2600万美元，远超团队的前期预算。这些问题层层叠加，而且耗资巨大。考虑到20世纪60年代的使命完结了多项“人类初次完结”的打破，阿尔忒弥斯方案能逾越“长辈”的打破现已不算很多了。
3.比赛仍是协作
美国曾在20世纪成功登月，现在重返月球却显得如此困难，这不由让人感到古怪。但现实是现在的状况与曩昔天壤之别。正如美国乔治·华盛顿大学空间政策研讨所的所长斯科特·佩斯所说：“国际环境现已产生了巨大的改变。”美国现在参加的不再是一场攸关生计的太空比赛——当年的比赛是为了在苏联之前成为第一个降服地外空间的国家。依照其时的主意，这种“软实力”不只可以证明美国准则的优越性，也可以用导弹式火箭暗示其军事“硬实力”的主导地位。鉴于这些严重利害关系，美国政府其时愿意在短时刻内为阿波罗方案投入巨额资金。
阿尔忒弥斯方案虽本钱昂扬，但比较之下，阿波罗方案的花费是更为惊人的天文数字：依据行星科学学会的数据，阿波罗方案的本钱相当于今日的2900亿美元，而阿尔忒弥斯方案的预算为930亿美元。在阿波罗方案年代，美国航空航天局一度能取得国家预算的4%。而现在，其预算仅占大约1%，而且还需求承当其他航天器、望远镜及载人航天飞翔之外很多科学研讨项目的资金需求。
依据乔治·华盛顿大学名誉教授、太空政策研讨所创始人约翰·洛格斯登的说法，削减预算是合理的。他指出：“没有理由像战役时期那样花费巨额资金。现在没有任何国家利益或政治利益来支撑如此规划的使命。”
这些影响要素导致了可用资金的减缩，使太空使命的规划变得愈加弯曲。在20世纪60年代，肯尼迪总统宣告美国将在十年内登上月球，美国终究完结了这一方针。但是在现在这个年代，由一位总统拟定的太空飞翔方案常常会被另一位总统撤销，然后再以另一种方法从头提出。因而，通往月球（以及更远的目的地）的轨迹也变得弯曲不定。
佩斯指出，国际秩序也产生了改变，现代的太空使命往往是全球协作的成果。阿尔忒弥斯方案是日本、加拿大、阿联酋和欧洲空间局（ESA）的协作项目。而这种国际协作其实是该方案的一个重要组成部分。佩斯表明：“阿尔忒弥斯方案不只承载着科学方针，比方重返月球，更是‘刻画国际太空环境’的一种方法。”在21世纪，这种刻画比20世纪60年代愈加重要，那时人类对地球轨迹上的基础设施依靠较少。但现在，轨迹飞翔器支撑着从GPS功能到导弹预警，再到银行业务等多种运用。与其他国家进行协作，并树立行为准则，可以促进这些国家以担任任的情绪对待太空，这有助于“保护太空的安全”。佩斯说：“规则是由那些参加其间的人拟定的。”
这个方针比赢得一场比赛要含糊得多。洛格斯登说：“假如有清晰的动机，工作会变得简略得多。”但是，与其他国家协作——其间一些国家为阿尔忒弥斯使命制作硬件——所需的时刻比独自举动要长，正如做团队项目一般比一个人熬夜完结更累相同。依据美国航空航天局督查长的陈述，该方案的全球协作性也添加了本钱，而美国航空航天局也没有针对一切协作伙伴拟定整体战略。
但在佩斯看来，这些要素都不是重返月球的首要妨碍。最大的应战在于，尽管美国从前成功登月，但最近并没有到访过月球。他表明：“咱们停下来了，然后就忘记了。”他将登月比作一场奥运马拉松：在50年前跑过奥运马拉松，并不意味着你明日就能再次轻松完赛。
4.再跑马拉松
在阿尔忒弥斯使命中，这场“马拉松”还触及新开发的杂乱技能。尽管火箭的基本原理并没有太大改变：火箭本质上仍然是推动物体进入太空的“炸弹”。许多参加者也仍然是了解的面孔。美国波音公司曾参加阿波罗使命“土星”五号火箭的研制。而在阿尔忒弥斯使命中，波音公司规划并制作了SLS火箭的中心级，这一巨大的设备高达64米，直径近8.5米，为发动机供给燃料，推动SLS脱离地上，并经过波音公司开发的飞翔电子体系，保证火箭朝着正确的方向飞翔。此外，波音公司还担任后续阿尔忒弥斯使命的上级火箭，这些火箭将助推飞船精准地飞入地球上空的轨迹。但是，波音公司现在正因其飞机制作的质量操控问题，以及星际客机导致两位宇航员停留国际空间站（ISS）而备受争议。
波音公司现在的技能与前期用在“土星”五号火箭的技能比较，存在明显的差异。这次，他们采用了核算机操控的加工技能来制作火箭级段，并引入了一种不会导致金属熔化或变形的冲突焊接技能。此外，波音公司还运用核算机实时剖析并监控火箭级段的状况和运转状况，这在阿波罗年代是底子无法完结的。
与此一起，美国军工生产商诺斯罗普·格鲁曼公司担任火箭助推器的制作，这些助推器被固定在中心级的两边，在发射时为太空发射体系供给超越75%的推力。助推器的大部分工程规划源自航天飞机项目，某些硬件乃至曾在航天飞机使命中运用过。这些助推器与导弹相同，运用固体燃料，而非液体燃料。
但是，阿尔忒弥斯方案运用的硬件设备多源于曩昔的太空发射使命，让这项方案显得有些凑集。例如，太空发射体系开始是为星座方案规划的，该方案由乔治·W.布什政府提出，旨在完结国际空间站的制作并从头敞开人类在月球上的活动。美国国会要求该火箭有必要重用其时现已停用的航天飞机技能。但是，奥巴马在2010年撤销了星座方案。到了2017年，特朗普又发动了阿尔忒弥斯方案，终究方针是将人类再次送上月球，并为探究火星铺平路途。新的方案再次要求美国航空航天局运用为星座方案开发的一部分技能，而这些技能自身又源自对旧的航天飞机技能的改造。这些要求首要来自那些代表制作航天飞机零件区域的议员。但是，技能的沿袭与改造进程反常困难。依据美国航空航天局督查长的一份陈述，将这些火箭部件现代化——例如，替换石棉部件并对新火箭体系进行改造，消耗的本钱就现已远超预期了。
航空航天公司Aerojet Rocketdyne担任制作发动机，与改造火箭助推器的使命类似，改造旧航天飞机的发动机以适用于阿尔忒弥斯使命既困难又贵重。SLS火箭远高于航天飞机，尺度加长就需求调整发动机，以应对更高压力下流入的氧气。此外，SLS发动机的方位比航天飞机更挨近助推器。“这是一个极点的高温环境，”发动机项目主管迈克·劳尔表明，因而需求采纳极点的隔热办法。
阿尔忒弥斯使命的发动机在前往月球（以及未来前往火星）的进程中，将面对比航天飞机轨迹更强的辐射环境。为应对这一改变，工程师调整了每一个发动机内部的核算机——劳尔称它们为发动机的“大脑”。这些“大脑”也需求替换为现代版别，因为与20世纪90年代比较，核算机技能现已产生了明显改变。这些改善后的“大脑”可以监控发动机的运转状况——乃至在灾祸行将产生时进行干涉。劳尔表明：“有时咱们可以采纳办法来纠正问题或许抢救使命，在最糟糕的状况下，比方发动机行将爆破前将发动机封闭。”而在阿波罗方案时期，工程师还无法快速获取毛病信息，并及时干涉处理。现在，宇航员依旧是乘坐“炸弹”飞翔，但劳尔表明，“咱们能无比准确地监控这颗‘炸弹’的状况。”
改造进程十分具有应战性，尤其是许多曾参加航天飞机项目的人现已不再从事相关零部件制作，因而需求寻觅新的供货商。终究的定论是：有时候规划并制作一座你想要的房子，比创新一座存在许多问题的旧房子要简略得多。
5.权衡危险与报答
在20世纪60年代，美国航空航天局把宇航员送上太空时，曾描述太空游览与乘坐“炸弹”无异。现在，美国航空航天局对待宇航员的情绪比其时要温文得多，美国航空航天制作商洛克希德·马丁公司制作的“猎户座”飞船的规划充沛展示了这一点。
布莱恩·布朗是“猎户座”飞船机械体系的担任人，他和团队具体核算了这些体系或许接受的各种极点条件，包含高温文极高的重力加速度等，以保证规划可以接受比预期更高的极限条件。在对航天器进行精密调整的一起，工程师团队也持续对“猎户座”飞船的资料以及太空舱在飞翔进程中接受的压力进行具体模仿，深入剖析潜在的缺点，这是20世纪60年代的核算东西无法完结的。此外，他们还会用X射线查看焊接点和隔热罩的组成模块，以保证航天器在重返大气层时不会焚毁。和火箭研制团队相同，“猎户座”飞船团队将取得比以往更多的飞翔数据，并具有更强的通讯才能。
布朗表明：“咱们对航天器的了解远超阿波罗年代的工程师。”但是，意外状况仍然会产生。比方，尽管经过了先进的核算机模仿，“猎户座”飞船的隔热罩在初次重返大气层时，仍是呈现了部分掉落的状况。这表明，即使具有现在超强的算力，仍然无法保证满有把握。阿波罗时期明显没有这样的剖析东西。但是，一旦具有了这些猜测才能，工程师简直就承当了一种品德责任，他们有必要运用这些东西来准确把握宇航员将面对的种种危险。
美国约翰·霍普金斯大学的生物道德学家杰弗里·卡恩指出，自太空比赛以来，社会对危险的情绪已然产生改变。卡恩曾参加美国国家科学院的独立研讨小组，担任剖析与宇航员生命相关的道德问题，讨论哪些危险值得承当。但在20世纪60年代，这种本钱效益的核算得出了天壤之别的定论。其时，赢得这场太空比赛虽被视为高危险，但也潜藏着巨大的报答，值得一试。但是，现在的使命动机显得愈加含糊，危险仍然存在，但不再像曩昔那么极点，而与之相伴的报答也缺乏以证明值得承当如此大的危险。
因为其时空间探究是一个全新的范畴，那个年代的当权者还不了解咱们现在已知的一些危险。因而，宇航员的选拔规范仍然沿袭旧有的“优秀人才”的规范。卡恩表明，除了担任试飞员以外，“宇航员还要会骑摩托车，驾驭速度更快的轿车。”但是，现在各式各样的人出于更多元的理由进入太空。“宇航员也不再被视作某种独立的特别集体，”佩斯剖析道。或许正是因为失掉这种特别性，咱们愈加珍爱他们的生命，就像珍爱咱们自己的生命相同。
假如真的出了什么问题，大众对这种假定性事端的反响，或许会比1967年“阿波罗”1号使命三名宇航员命丧火灾愈加剧烈。那场悲惨剧产生之后，简直没有人呼吁撤销使命，乃至连推延使命的呼声都很少。洛格斯登指出，现在阿尔忒弥斯方案或许没有满足的政治支撑来渡过宇航员伤亡的难关。因而，“阿尔忒弥斯”二号及之后的使命有必要尽或许做到满有把握，这样项目才有持续顺畅推动的或许。
6.延误是常态
现现在，重返月球并不是仅有一个遭到延误和预算超标困扰的项目。许多大规划项目都跟着时刻的推移变得愈加困难，且本钱昂扬。例如，美国纽约市开始的地铁体系在短短四年内就制作完结28个站点；而2017年施工完结的一个新地铁线路只具有3个站点，耗时却长达17年。在20世纪40年代，科学家从零开端，仅用了3年就研制出了核武器，本钱花费大致相当于今日的350亿美元；而现在的核武器现代化方案估计需求至少30年，消耗超越1.5万亿美元。第二次国际大战晚期，美国每个月就能制作一艘航空母舰，但最新一艘航空母舰的制作耗时却超越了10年。
高速公路制作的延误和巨额开支是美国乔治·华盛顿大学特拉赫滕贝格公共政策与公共行政学院的教授利娅·布鲁克斯的研讨范畴。她经过研讨发现，寻求公民对项目的定见——这是现在美国许多大型政府项目的必要程序——是形成路途制作相关问题的首要原因之一，这种定见寻求一般是项目发动前有必要进行的环境评价的一部分。布鲁克斯称为“公民声响”的考量，或许导致挑选更贵重的道路，这些道路对环境的负面影响相对较小，或对公民日子的搅扰较少，但也或许需求额定的辅助性基础设施，例如隔音墙等。在曩昔，决策者并不需求寻求每位公民的定见（也不怎么重视环境影响）。布鲁克斯说到，以美国田纳西河谷管理局为例，这个组织树立于20世纪30年代，担任建筑塘坝以削减洪水并运用水力发电。“他们不寻求任何人的定见，仅仅去制作。”她说道。当年肯尼迪决议登月时，也没有向美国大众逐个咨询定见。
布鲁克斯的研讨成果或许适用于任何触及环境影响陈述的项目——该陈述是一份阐明项目对自然环境影响结果的文件，并要求有一个揭露的定见搜集期。之前的星座方案也有一份这样的文件，该方案的环境影响陈述被从头用于美国航空航天局的“后航天飞机载人飞翔方案”。
在布鲁克斯看来，曩昔和现在最大的差异或许是咱们现在制作的东西质量更好，尽管本钱更为昂扬，且耗时更长，现实也的确如此。尽管这一点或许不适用于家用电器，但关于高速公路的降噪屏障，乃至关于航天器的制作而言，这种提高都是实在存在的。对阿尔忒弥斯方案而言，具有更强壮的火箭体系，咨询大众定见，保证宇航员的生命安全，以及与全球协作伙伴之间的协作，或许对国际更有好处——即使这并不会带来更高的功率。洛格斯登表明，现现在很少有人对立阿尔忒弥斯方案。而比较之下，阿波罗方案在其时其实并未真实取得广泛的大众支撑。1961年，对立美国政府赞助登月方案的人多于支撑者。到1965年，对立的声响进一步添加，而依据美国航空航天局前首席历史学家罗杰·劳尼厄斯的说法，到了1967年，支撑与对立人数之间的距离简直扩大到近20%。
（作者：萨拉·斯科尔斯）
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