
美国国家航空航天局(NASA)原定于2月执行但因故推迟的“阿尔忒弥斯二号”任务,目前进入最终筹备阶段。美东时间4月1日下午6时24分(北京时间4月2日早上6时24分)起的两小时内,NASA计划发射搭载三名美国人与一名加拿大宇航员的飞船,开启为期10天的环月飞行并返回地球。这将是自1972年“阿波罗”计划以来人类飞往太空的最远征程。各系统已准备就绪,天气成为最大变数,不过预报显示本周发射成功率高达80%。

此次飞行旨在测试后续登月任务中的多项技术。在2月底,NASA局长贾里德·艾萨克曼宣布对“阿尔忒弥斯”载人登月计划作出重大调整,改动方案尤其是技术细节令人瞩目。美国用于载人登月的主力运载火箭太空发射系统(SLS)将迎来大变。目前SLS Block 1火箭的二级采用33吨的“临时低温推进级”(ICPS),但过小的二级导致火箭级间比分配不均匀,影响高轨运力。SLS Block 1火箭可将27吨载荷送往奔月轨道,前三次阿尔忒弥斯计划将使用三枚SLS Block 1火箭。从第四枚SLS开始,即阿尔忒弥斯4号,将使用由波音公司开发的“探索上面级”,被称为SLS Block 1B,其质量大概在130吨级,将SLS火箭的奔月轨道运力提升至44吨,可以发射猎户座飞船和一个小的“门户”空间站舱段。

更新后的计划包括几点:原计划用于进行载人登月的阿尔忒弥斯三号任务改为2027年中期发射,在近地轨道和载人着陆系统(HLS)进行对接,同时测试新宇航服xEMU。这使得原本为特朗普第一任期内定下的阿尔忒弥斯3号登月计划变成了类似于阿波罗9号的近地轨道载人飞船-着陆器联合试验任务。NASA称,若首次猎户座飞船和载人着陆系统的对接就是正式载人任务,这是具有风险的。

另一个部分是对接载人着陆系统,由于基于太空探索技术公司“星船-超重”系统开发的载人着陆系统延迟,无法保证2027年载人着陆,甚至可能跌出2028年。此次修改后决定和一家供应商的载人着陆系统进行对接,但未说明具体是哪一个着陆器。

取消“探索上面级”和ML-2是第二个改动。关于EUS和ML-2的耗资已经成为NASA老生常谈的话题,此次计划包括取消EUS,并开发一种“通用上面级”以用于阿尔忒弥斯四号和五号任务。比较适合的替代方案是用于火神-半人马座的半人马座V上面级,这是一个质量在60吨级的氢氧上面级,干质比超过11,综合性能优于ICPS组级。

发布会上关于探索上面级的问题被敷衍过去,可能确实打算取消,但探索上面级的开发甚至是写进法律里的;此外,该计划还将取消已经耗资10亿美元的ML-2平台,涉及利益问题的争议颇多。
计划用于首次载人月球着陆的阿尔忒弥斯四号将作为改进型SLS火箭的首飞,其可靠性和安全性需要进一步认证。至于2030年后的规划,对EUS上面级和ML-2的具体安排仍有较大操作空间。
修改后的SLS火箭仍面临一系列问题。发布会称太空发射系统火箭将提速生产至10个月一发,并在2028年执行阿尔忒弥斯四号和五号两次载人着陆任务。受限于芯级产能,目前SLS的芯级产能是2年1发,虽然太空发射系统火箭芯级贮箱的产能足够,但需要提高芯级组装和发动机舱生产速度,并进行多根芯级的并行组装,这需要扩大SLS芯级总装厂房等设施,并可能需要提高RS-25的生产速度。
实际上用于阿尔忒弥斯四号和五号的发动机舱已经生产完了,但提高太空发射系统芯级火箭的组装速度来不及了。此外,这还将耗尽一系列深空任务的备保火箭,无论是用于UOP还是EOL,还是用于发射宜居世界天文台(HWO)都将缺乏足够保证。
另一个问题是月球门户空间站。按照现在的说法,阿尔忒弥斯四号和五号计划都是猎户座飞船直接对接载人着陆系统,不再需要在门户空间站转移。这就带来了另一个问题——门户空间站还要不要?提及这个问题时,NASA同样没有明确回答,态度微妙。
阿尔忒弥斯计划自特朗普第一任期以来计划2024年由阿尔忒弥斯三号载人着陆,到如今再次拆分到第四次任务着陆,核心构架为高价值的猎户座飞船+太空发射系统火箭+采用固定成本合同的纯商业模式载人着陆器。但载人着陆系统的开发延迟太久,而在载人飞船和着陆器之间的联合实验准备不足。随着“星船-超重”的继续延迟,其v3版首飞已经推迟至4月。蓝月亮着陆器更是从2030年向前赶鸭子上架到2027年进行近地轨道演示,技术风险难以保证。假设阿尔忒弥斯四号任务的太空发射系统确实能提高到一年一发,则其最早也将在2028年下半年开展首次载人月球着陆任务。
相比之下,长征十号火箭的计划表较为宽松,大概是2027年首飞,2028年两发,2029年两发实现首次载人登月。由于揽月着陆器的开发难度较低,进度风险相对较小,按时完成的可能性高于当前状态下的阿尔忒弥斯计划。当然,该计划仍然会面临一些风险,如文昌航天发射场载人登月设施的延迟,长征十号火箭的进度和首飞风险等。
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