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        為什么說美國國家航空航天局,重返?球“道阻且?”

        2023-12-29 00:00:00
        海外星云 2023年3期

        1972年12月14日,這是最后一次阿波羅任務(wù)在月球上停留的最后一天,挑戰(zhàn)者號(hào)著陸器的內(nèi)外都蒙上了一層薄薄的灰色月球塵土。

        地質(zhì)學(xué)家杰克·施密特打包了樣本容器,打算將243磅(約110千克)的巖石帶回地球。在將最后一件科學(xué)儀器交給施密特后,指揮官尤金·塞爾南最后看了一眼身后的風(fēng)景,然后爬上了宇宙飛船。

        “我們正準(zhǔn)備離開月球”塞爾南用無線電向休斯頓控制中心匯報(bào),“我們的離開就像我們的到來,帶著人類的和平與希冀,愿我們有朝一日能重返這里?!彪S后他爬上梯子,背后留下了人類在月球上的最后足印。

        50年后的今天,美國國家航空航天局計(jì)劃將宇航員重新送上月球。這個(gè)項(xiàng)目名為阿耳忒彌斯,以希臘神話中阿波羅的雙胞胎姐姐命名,呼應(yīng)了曾經(jīng)的阿波羅計(jì)劃,同時(shí)她也是月亮的守護(hù)女神。該任務(wù)旨在造訪月球的一個(gè)新地區(qū),并取得新的樣本。該任務(wù)將包括一名女性和一名有色人種作為宇航員。

        這個(gè)計(jì)劃是否會(huì)成功,以及新登月項(xiàng)目是否會(huì)像美國國家航空航天局所希望的那樣,激發(fā)太空探索領(lǐng)域的新“阿耳忒彌斯一代”,人們的看法并不統(tǒng)一。阿耳忒彌斯和阿波羅計(jì)劃之間存在明顯的不同,與將塞爾南和其他宇航員送上月球的任務(wù)相比,阿耳忒彌斯建立在一個(gè)不那么精確、不那么靈活、不那么富裕的太空探索愿景上。阿波羅計(jì)劃被塑造成美國智慧和資本主義力量的紀(jì)念高塔,而它的“姐妹計(jì)劃”更多地反映了美國當(dāng)下的政治狀況和慣性的力量。

        雖然阿耳忒彌斯這個(gè)項(xiàng)目正式成立只有3年,但與它有關(guān)的元素已經(jīng)存在了很多年,甚至幾十年。它的附屬項(xiàng)目在美國國家航空航天局和美國各地的大學(xué)合作伙伴中發(fā)展,很多情況下這些項(xiàng)目的存在甚至比特朗普政府給該項(xiàng)目正式命名還要早。

        不過在許多問題出現(xiàn)之前,它的誕生就已經(jīng)是一波三折,而且它的首次發(fā)射還先后因兩輪颶風(fēng)而被推遲。

        阿耳忒彌斯有許多不同的目的,服務(wù)于非常不同的群體。對(duì)于一些太空愛好者來說,這只是一條重返月球的道路,一個(gè)永遠(yuǎn)刻在航天愛好者集體意識(shí)中的目的地。

        對(duì)另一些人來說,它代表了一條通往火星的道路。一些人認(rèn)為,阿耳忒彌斯是美國重新掌控太空優(yōu)勢(shì)的一種方式——這種優(yōu)勢(shì)隨著2011年航天飛機(jī)的退役一并消失了。還有一些人認(rèn)為,它將幫助開啟科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的新時(shí)代,或許人類在第一次看到月球的時(shí)候就冒出了這樣的想法。

        該項(xiàng)目的第一次任務(wù)是一次名為阿耳忒彌斯1號(hào)的無人試飛行動(dòng),于2022年11月16日午夜完成。它被有史以來最強(qiáng)大的火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)”送入太空。

        SLS火箭比自由女神像還要高15英尺(約4.57米),火箭主體呈橙色,兩側(cè)有白色的助推器,動(dòng)力模式和外表都與曾經(jīng)的航天飛機(jī)相似。在多次發(fā)射延期并遭受美國國會(huì)和美國國家航空航天局審計(jì)人員的批評(píng)之后,太空愛好者和科學(xué)家終于因重返月球計(jì)劃邁出了第一步而備受鼓舞。

        但阿耳忒彌斯面臨著一個(gè)令人不安的事實(shí),它使用的SLS火箭長期以來一直是美國國家航空航天局載人航天計(jì)劃的主要目標(biāo),要往哪里發(fā)射SLS火箭反而是次要的——而不是它將執(zhí)行的月球任務(wù),它的目的地已經(jīng)改變了很多次。

        如果出了問題,或者SLS被認(rèn)為太昂貴或不可持續(xù),整個(gè)重返月球的計(jì)劃就可能因此失敗,或者至少這條因素會(huì)被納入判斷是否宣告計(jì)劃失敗的考量之中。對(duì)于半個(gè)世紀(jì)以來的首個(gè)人類重返月球的努力而言,這是一個(gè)不穩(wěn)定、不確定的起步——如果它真的發(fā)生了,重返月球的努力可能就是曇花一現(xiàn)。

        2003年2月1日白天,美國德克薩斯州上空出現(xiàn)了一場“流星雨”。那些劃過天空的明亮物體是哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)的碎片,它在第28次重返地球大氣層時(shí)不幸解體。

        在美國全國哀悼航天飛機(jī)的7名機(jī)組人員時(shí),時(shí)任總統(tǒng)喬治·W·布什選擇為美國國家航空航天局開辟新的道路。

        阿耳忒彌斯計(jì)劃就源于這一努力。2004年1月,也就是哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)災(zāi)難發(fā)生不到一年后,喬治·W·布什宣布了一個(gè)“太空探索愿景”。這是太空項(xiàng)目的重新設(shè)想,計(jì)劃到2011年讓航天飛機(jī)退役,到2016年終止國際空間站,取而代之的是一個(gè)名為“星座”的新計(jì)劃。

        “星座”將包括一種新的、可配置的火箭,名為“阿瑞斯(戰(zhàn)神)”,能夠發(fā)射到月球甚至火星;也包括一種名為“獵戶座”的全新的近地軌道運(yùn)載工具;以及一個(gè)新的月球著陸器,名為“牽牛星”。

        但是,“星座”計(jì)劃僅僅停留在一堆想法上。到2009年,巴拉克·奧巴馬當(dāng)選總統(tǒng)時(shí),這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)比原計(jì)劃落后了好幾年。奧巴馬召集了一個(gè)由洛克希德·馬丁公司前首席執(zhí)行官諾曼·奧古斯丁領(lǐng)導(dǎo)的委員會(huì)來重新評(píng)估“星座”計(jì)劃。

        該委員會(huì)認(rèn)為,這個(gè)項(xiàng)目因過于昂貴和資金不足而無法成功。監(jiān)管機(jī)構(gòu)認(rèn)為,這兩個(gè)缺陷將危及美國國家航空航天局的其他任務(wù)。所以奧巴馬政府終止了該項(xiàng)目的投資,阻礙了美國重返月球的發(fā)展速度。

        “每個(gè)愿意和你談?wù)撍娜硕汲姓J(rèn),在國際空間站退役之前,沒有任何資金將被投入大火箭或月球著陸器的建造中?!甭謇铩ぜ痈セ貞浾f,她是時(shí)任的美國國家航空航天局副局長,“那項(xiàng)目只剩一個(gè)空殼?!?/p>

        然而,在該計(jì)劃被取消后不久,一些國會(huì)議員就堅(jiān)持要為大火箭提供資金,渴望在航天飛機(jī)時(shí)代結(jié)束后仍能保住與之相關(guān)的工作。盡管這不是白宮預(yù)算要求的一部分,但國會(huì)掌握著美國的錢包,并有權(quán)向洛克希德和波音等公司發(fā)放利潤豐厚的合同。

        奧巴馬政府只能努力尋找一個(gè)目的地,來讓他們打算建造的大火箭有個(gè)去處。他們首先選擇了一顆小行星,打算讓該火箭使用某種機(jī)器人航天器,把它拖到離地球更近的位置,以便人類登陸。

        加弗說:“(我們)拿到的投資是打造一個(gè)不知道要去哪里的火箭,我們美國國家航空航天局必須弄清楚該怎么使用它?!?/p>

        在接下來的幾年里,這個(gè)火箭(后來被更名為SLS)項(xiàng)目和小行星重定向任務(wù)分別推進(jìn),盡管許多科學(xué)家和工程師對(duì)小行星計(jì)劃進(jìn)行了批評(píng)。該火箭的首次無人試飛最初安排在2016年,但我們也看到了,在接下來的六年里,它的發(fā)射日被不斷推遲。

        與此同時(shí),部分得益于奧巴馬支持的另一個(gè)項(xiàng)目,使整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。埃隆·馬斯克的SpaceX開發(fā)了可重復(fù)使用的獵鷹9號(hào)火箭,后來又開發(fā)了獵鷹重型火箭,為政府發(fā)射軍用和民用衛(wèi)星。

        2020年,SpaceX公司開始搭載宇航員,重新激活了從美國本土將人類送入太空的能力。其他私人公司,包括杰夫·貝佐斯的藍(lán)色起源,也開始向非宇航員提供火箭發(fā)射服務(wù)。

        與此同時(shí),美國國家航空航天局的工程師們繼續(xù)努力研究航天飛機(jī)技術(shù)。像波音公司這樣的老承包商繼續(xù)為SLS火箭工作并獲得巨額撥款,盡管出現(xiàn)了多次延遲,成本也在迅速上升——這最終招來了美國國會(huì)監(jiān)督組織和美國國家航空航天局審計(jì)人員的批評(píng)。

        唐納德·特朗普在2017年上任后不久,就取消了飽受詬病的小行星重新定向項(xiàng)目。特朗普的團(tuán)隊(duì)也試圖取消SLS的撥款,但這一努力被有權(quán)勢(shì)的參議員阻止,尤其是阿拉巴馬州的理查德·謝爾比,他是參議院撥款委員會(huì)主席,也是SLS的主要推動(dòng)者。

        因此SLS項(xiàng)目仍然存在,但一直缺乏目的地——直到2019年,特朗普任命的美國國家航空航天局局長吉姆·布里登斯廷宣布了阿耳忒彌斯計(jì)劃,將執(zhí)行一系列繞月飛行任務(wù),在月球表面著陸,并開始建立永久人類定居點(diǎn)。第一次載人繞月飛行任務(wù)計(jì)劃在2024年實(shí)施,第一次阿耳忒彌斯著陸計(jì)劃目前安排在2025年。

        人類重返月球,有可能帶來巨大的科學(xué)和文化回報(bào)。對(duì)于月球的形成和地球的早期歷史,科學(xué)界有許多懸而未決的問題,而來自月球背面的新樣本可能會(huì)帶來答案。

        研究人員已經(jīng)在準(zhǔn)備一支由儀器和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)組成的探險(xiǎn)隊(duì),部署在阿耳忒彌斯附近的私人著陸器上,該項(xiàng)目由商業(yè)月球有效載荷服務(wù)項(xiàng)目資助,這可能會(huì)幫助在美國國家航空航天局和私營企業(yè)之間分配風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào),為重返月球鋪平道路。

        在對(duì)公眾的宣傳中,美國國家航空航天局對(duì)阿耳忒彌斯的描述是“向月球進(jìn)發(fā)”,而不是“重返月球”。很多關(guān)于重返月球的討論也包括最終的火星之旅。美國國家航空航天局官員經(jīng)常說,前往月球?qū)⒔虝?huì)我們“如何在另一個(gè)世界”生活和工作,為人類最終探索火星這顆紅色星球鋪平道路。

        科羅拉多礦業(yè)學(xué)院的機(jī)械工程系教授克瑞斯·德雷爾正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)由美國國家航空航天局資助的月球建設(shè)研究項(xiàng)目。

        他的團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一款自動(dòng)化的月球推土機(jī),它將鏟平風(fēng)化層,為著陸墊準(zhǔn)備一個(gè)建筑場地。

        計(jì)劃由SpaceX公司建造的阿耳忒彌斯著陸器,將比細(xì)長的阿波羅登月艙更重更高,這就是為什么它需要一個(gè)著陸墊。否則,其自身的噴氣強(qiáng)度會(huì)重塑月球的地表,吹起的塵土就像甜甜圈上的糖粉一樣。一個(gè)著陸墊將確保著陸器在著陸時(shí)不會(huì)側(cè)摔。

        德雷爾表示:“如果你看了阿波羅的所有任務(wù),你就會(huì)意識(shí)到,每一次著陸都是一場躲避巨石場地的冒險(xiǎn)。我們做了能做的一切。我們可以像過去一樣再做一次,但我們不會(huì)有進(jìn)步。阿耳忒彌斯的一部分是讓太空的生活和工作變得更好,我認(rèn)為這是其中的一部分。”

        阿耳忒彌斯會(huì)慢慢地取得這些進(jìn)展。該火箭計(jì)劃每年半發(fā)射一次,但批評(píng)人士認(rèn)為,由于發(fā)射之間的等待時(shí)間過長,發(fā)射勢(shì)頭和公眾支持可能會(huì)減弱。隨著時(shí)間的推移,以前的勘探項(xiàng)目面臨著興趣減少的問題。

        阿波羅計(jì)劃的飛速推進(jìn),確保了人們?cè)诙潭?年里就看到了第一次著陸,但到阿波羅第六次著陸時(shí),美國人開始主張?jiān)趪鴥?nèi)項(xiàng)目上花錢。

        在第25次航天飛機(jī)任務(wù)時(shí),美國國家航空航天局試圖通過讓一名教師加入機(jī)組來喚醒公眾的興奮。然而在1986年1月,挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射僅1分鐘后,擔(dān)任教師的克里斯塔·麥考利夫和其他6名機(jī)組人員不幸遇難。

        太空發(fā)射系統(tǒng)的批評(píng)者認(rèn)為,該火箭的設(shè)計(jì)是不可持續(xù)的,因?yàn)樗蕾囉谝环N老舊的、可能相當(dāng)昂貴的方式進(jìn)入太空。SLS身上的很多東西都是航天飛機(jī)時(shí)代的遺留物。美國國家航空航天局有16個(gè)剩余的航天飛機(jī)主引擎,這些長度4米的錐體堆放在航天飛機(jī)軌道器底部的三翼陣列中。這些功能將被重新用于驅(qū)動(dòng)SLS。

        雖然航天飛機(jī)軌道飛行器、發(fā)動(dòng)機(jī)和外儲(chǔ)箱被設(shè)計(jì)成是可重復(fù)使用的,但SLS和它的發(fā)動(dòng)機(jī)卻不能。阿耳忒彌斯的第一次飛行使用了舊的航天飛機(jī)引擎,下一次計(jì)劃的發(fā)射將使用其他的。

        AerojetRocketdyne公司拿到了一份17.9億美元的合同,從尚未計(jì)劃的阿耳忒彌斯5號(hào)任務(wù)開始,它將負(fù)責(zé)建造更多發(fā)動(dòng)機(jī)。

        “他們?cè)O(shè)計(jì)的火箭本質(zhì)上是不可持續(xù)的,因?yàn)樗耆且淮涡缘?。唯一回來的是獵戶座。”克萊夫·尼爾說,他是圣母大學(xué)的月球地質(zhì)學(xué)家,一直直言不諱地批評(píng)美國國家航空航天局的月球計(jì)劃。他說:“我感到非常沮喪。”

        美國國家航空航天局認(rèn)為,它使用的是歷史上經(jīng)歷過最多測(cè)試的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),將它們重復(fù)用于月球任務(wù)可以節(jié)省資金。但事實(shí)證明,這并不能節(jié)省很多錢。在2022年初,美國國家航空航天局的審計(jì)長告訴美國國會(huì),SLS的前三次飛行將花費(fèi)41億美元,他稱這個(gè)水平是“不可持續(xù)的”。

        美國國家航空航天局和波音公司隨后表示,這個(gè)價(jià)格將會(huì)變得更低。外部分析人士也表示,每次發(fā)射的成本將在8.76億美元至20億美元之間,取決于你如何分解管理成本。

        “這取決于你如何看,SLS要么是一個(gè)用于討好富裕行業(yè)的破碎系統(tǒng),要么是一個(gè)代議制民主制度的典范例子?!盤lanetarySociety的高級(jí)空間政策顧問凱西·德雷爾在最近的一篇文章中寫道。

        也許有其他的方法可以讓人類重返月球,幾種商用重型火箭正在開發(fā)中。

        SpaceX正在建造一種名為“星艦”的可重復(fù)使用飛行器,目標(biāo)之一就是將宇航員送上月球;藍(lán)色起源開發(fā)了一種可重復(fù)使用的火箭,名為“新格倫”;甚至傳統(tǒng)火箭制造商聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟也在開發(fā)一種叫做“半人馬座”的巨大火箭,計(jì)劃在2023年早些時(shí)候開始向月球發(fā)射科學(xué)儀器和私人資助的著陸器。

        加弗說,她對(duì)喬·拜登總統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)下的美國國家航空航天局選擇了“星艦”用來將阿耳忒彌斯的宇航員送上月球感到驚訝:“這是對(duì)‘星艦’將成功的承認(rèn)。如果‘星艦’能用,那么你就不需要SLS和獵戶座了。”

        阿耳忒彌斯在美國的每個(gè)州都創(chuàng)造了就業(yè)機(jī)會(huì),并向數(shù)十所大學(xué)注入了研究資金。即使SLS火箭被取消,這個(gè)項(xiàng)目也有可能幸存下來。

        之前的人類太空探索項(xiàng)目被合并在美國國家航空航天局之下,但對(duì)阿耳忒彌斯來說,特朗普領(lǐng)導(dǎo)下的機(jī)構(gòu)管理人員反而建立了一種更分布式的方法來資助不同的項(xiàng)目。

        盡管美國國家航空航天局的監(jiān)察長批評(píng)了這種做法,但一些觀察人士認(rèn)為,從長遠(yuǎn)來看它可能會(huì)使阿耳忒彌斯更具可持續(xù)性,并能更好地抵御不斷變化的政治風(fēng)向。

        在通往人類在月球上長期居住的道路上,到目前為止,SLS火箭并不是阿耳忒彌斯遇到的唯一障礙。太空旅行仍然是很困難的一件事,即使我們經(jīng)??吹交鸺l(fā)射,而且重返月球?qū)γ绹鴩液娇蘸教炀謥碚f是很困難的。一些觀察人士認(rèn)為,2025年送宇航員去月球是一張“大餅”。

        如果阿耳忒彌斯僅僅是關(guān)于科學(xué)的,美國國家航空航天局派遣機(jī)器人就足夠了,就像它對(duì)太陽、火星、木星、土星和太陽系邊緣以外的任務(wù)那樣。但月球似乎在召喚人類,召喚像塞爾南這樣的人類訪客,而不僅僅是登陸器和機(jī)器人。

        對(duì)于美國人來說,因?yàn)橹袊蜌W洲航天局也將目光對(duì)準(zhǔn)了這一成就,所以機(jī)器人是不夠的?!霸谀撤N程度上,它正在從根本上改變作為人類的意義。”華盛頓史密森航空航天博物館阿波羅號(hào)館長蒂塞爾·繆爾-哈莫尼說。

        把人類送到另一個(gè)世界,天然帶有一種難以名狀的感覺和令人敬畏的精神。在某種意義上,我們所有人都在共享這份經(jīng)歷,它代表了我們所有人。這可能就是為什么,盡管SLS火箭受到批評(píng),但很難找到有人對(duì)整個(gè)阿耳忒彌斯項(xiàng)目持有負(fù)面看法。

        對(duì)一些人來說,重返月球是人類的迫切需要。正如小布什在紀(jì)念哥倫比亞號(hào)機(jī)組成員時(shí)所說的那樣,“這是一種刻在人類心中的愿望?!边@種體驗(yàn)永遠(yuǎn)是令人驚嘆的,對(duì)于太空探索的倡導(dǎo)者來說,它永遠(yuǎn)是一個(gè)有價(jià)值的目標(biāo)。

        阿耳忒彌斯,是一個(gè)許多年前就開始的、充滿善意的實(shí)驗(yàn)。它從一開始就有缺陷,一部分原因是那些善意的意圖,另一部分原因則更顯憤世嫉俗。

        它被分配給了努力工作的人,他們真心實(shí)意地想要看到它開花結(jié)果,但他們被歷史遺留的問題深深困擾,這些問題之根深蒂固甚至到了根本無法解決的地步,至少在目前的項(xiàng)目進(jìn)展中是這樣的。然而,這就是人們面對(duì)的現(xiàn)實(shí),SLS火箭也仍在獲得資助。

        阿耳忒彌斯的一些任務(wù)已經(jīng)有了預(yù)計(jì)發(fā)射日期。美國國家航空航天局的態(tài)度篤定,月球也在靜靜等候人類的下一次造訪。至于人類用的是哪個(gè)飛行器,她不在乎。

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