真正决定美国重返月球速度的,眼下可能不是那枚最显眼的大火箭。
NASA最近调整了阿尔忒弥斯登月计划,外界最先看到的是火箭发射安排变了,重点更偏向尽快把人送回月面。可如果把镜头再拉近一点,会发现一个更关键的问题正浮出水面:登月舱要去哪里和猎户座飞船会合。
现在的登月,不像阿波罗时代那样一艘飞船包办到底。阿尔忒弥斯是分工制:NASA用SLS火箭把猎户座送到月球附近,宇航员坐在猎户座里;真正把宇航员从月球轨道送到月面再带回来的,是另一艘飞行器——载人登月舱。NASA把这项任务分别交给了SpaceX和蓝色起源,两家的方案是星舰月球版和蓝月MK2。
所以整套任务像一次复杂的太空接驳。猎户座先到站,登月舱靠过来,宇航员换乘,下去,回来,再重新对接猎户座返航。问题就出在这个“到站”地点上。
NASA原本计划让双方在一种很特别的月球轨道上碰头,叫近直线晕轨道,英文缩写NRHO。它离月球最近时大约3000公里,最远时能到7万公里,轨道很拉长,像一个被扯开的椭圆。可以把它理解成一个悬在半空的超高空停车场。NASA原本打算在这条轨道上建设月球“门户”空间站,最初的登月方案也围着它设计。
可现在,月球“门户”大概率要被砍掉了。既然车站都没了,登月舱还为什么非得跑去那条轨道接人?
对登月舱来说,NRHO简直是折磨。它离月面不够近,意味着登月舱要先爬升到这个几万公里外的停车场接人,再一路降落到月面,回来后还得再爬回去。一上一下极其消耗燃料,极大增加了任务难度。对任何航天器来说,推进剂就是命。少绕一点路,往往比多做几次技术优化更有价值。
那为什么不干脆像阿波罗时代一样,在离月面一两百公里的低月球轨道会合?原因有点尴尬:猎户座飞船的推进能力不够。更准确地说,是它的服务舱性能不足,没法轻松完成“深入低轨道、再安全返回地球”这套动作。这是过去15年里一连串糟糕决策留下的技术债。于是NASA只好选择一个对猎户座更安全、却让登月舱更费劲的轨道。
这就是阿尔忒弥斯计划里一个很典型的现实感:它不是从白纸上画出来的最优解,而是在一堆历史包袱里拼出来的可行解。
现在,NASA似乎终于开始松绑了。
新任局长贾里德·艾萨克曼提出,要“挑战每一条要求,清除每一个障碍”。这句话落到工程上,意思很明确:凡是让承包商做事越来越慢、却未必真有必要的程序和限制,NASA准备重新审视。比如和猎户座对接,理论上不是什么新鲜事,人类早在60年前就会太空交会对接了。但真做起来却非常麻烦,因为猎户座身上背着成千上万条要求。登月舱公司点头不算完,NASA要点头,造猎户座的洛克希德·马丁要点头,造服务舱的空客也要点头。推进器喷流怎么避开,对接口怎么设计,两个舱的气压怎么保持一致,任何一个环节都能把进度拖慢。
NASA帮忙做的第一件大事,就是不再死守NRHO。
取而代之的是另一种轨道方案,全称叫椭圆极轨道共面拱线轨道,缩写EPO/CoLA,读起来像“可乐”。它同样绕月飞行,远月点约6500公里,但最近点距月面只有100公里,仅是原来会合地点到月面距离的1/30。从这种轨道出发,很多着陆点只需要一次点火,就能进入更低的月球轨道准备着陆。对登月舱来说,这几乎就是直接减负。
这一步变化,重新安排了整场登月行动的交通路线。以前像是在山顶换乘,现在改成在半山腰接驳。路更短,耗油更少,任务设计空间也更大。
而且NASA还在调整火箭本身。按艾萨克曼的说法,阿尔忒弥斯IV及之后的任务会把SLS的上面级标准化,很可能换成联合发射联盟的半人马座V。上面级是火箭最上面、负责把飞船最后送到目标轨道的那一级。它更强,意味着猎户座未来也许能到达比EPO/CoLA更有利的轨道。轨道只要再低一点,登月舱就能再轻松一点。
可路线优化归路线优化,真正要把人送下去,最后还得看两家公司能不能把硬件做出来。
SpaceX的方案气势磅礴但操作复杂。它的月球版星舰个头大,雄心也大,但要去月球前得先在近地轨道加油。这个“加油”不是去一个太空加油站,而是要靠多次发射无人加注船,把推进剂一趟趟送上去,再在轨道上转移给登月用的星舰。估算下来,一次登月任务可能需要十几次甚至二十多次发射。有人提议趁着换了新轨道把方案精简一下,马斯克一口否决。他的逻辑是:等星舰实现高频发射,十几次加油根本不算事。SpaceX决定一条道走到黑,靠暴力堆发射次数来解决问题。
公司给NASA的回应更像是调配资源上的倾斜,优先保障载人登月系统版本的开发。同时,随着NRHO要求被取消,SpaceX有了新的任务设想,甚至包括先在地球轨道附近就和猎户座会合,再展开后续任务。他们想用更灵活的轨道设计,来弥补复杂补给链带来的压力。
蓝色起源的路数完全不同。这家贝索斯创立的公司更愿意改方案,尽量减少任务步骤。根据Ars Technica看到的文件,蓝色起源从2025年10月就开始打磨一个不依赖轨道加油的快速方案。如果不再要求去NRHO会合,理论上它有机会用最少三次新格伦火箭发射完成一次载人登月。
这个方案大致是这样:第一发火箭把简化版蓝月MK2登月舱送上去,后面两发各送一个转移级。转移级可以理解成专门负责“推一把”的太空拖船。它们先在近地轨道对接,第一段把整套系统推出地球轨道,第二段把登月舱送入EPO/CoLA轨道,与猎户座会合。两名宇航员转入登月舱后,转移级再最后推一把,把登月舱送入近月点15公里、远月点100公里的超低月球轨道,然后分离。登月舱独自下去,完成月面任务后上升回到EPO/CoLA轨道,与猎户座重新汇合。
三次发射,对比SpaceX的十几二十次,路径清晰、环节可控。这个方案的美感在于克制。它不像星舰那样靠庞大体量和高频补给取胜,而是把每一步都算得更省、更短、更集中。问题当然也很现实:前提是推力更大的9×4改进型新格伦能按时就绪,而这款火箭目前还在研发中。
于是阿尔忒弥斯计划到了一个很有意思的节点。NASA表面上是在调整火箭和任务序列,深处其实是在重新回答一个老问题:人类登月,究竟该押注“更大、更猛、更有扩展性”的系统,还是押注“更简化、更节省、更快可用”的系统。前者代表SpaceX,后者越来越像蓝色起源正在尝试的方向。
从时间表上看,NASA希望明年发射重新设计后的阿尔忒弥斯III,并在2028年实现载人登月。这个目标相当激进。轨道、会合点、推进剂预算、审批程序这些过去容易被忽略的细枝末节,都有可能成为真正决定胜负的地方。
有意思的是,蓝色起源的公司标志是一只乌龟,取“慢即是顺,顺即是快”之意。而现在所有人都在指望这只乌龟跑出百米冲刺的速度。几十年前阿波罗时代的月球轨道像一条笔直的航线,今天人类再次去月球,路反而更弯了。不是技术退步了,而是系统更庞大,参与者更多,历史包袱也更重。NASA终于开始动手,把那些弯路一条条抹平。
2028年能不能看到美国宇航员重新踏上月球,答案也许不取决于谁的火箭更大,而取决于谁能最快把所有环节串起来,跑完从图纸到月面的全程。
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图源:SpaceX
信源:Eric Berger 发在 ArsTechnica 的报道
