时隔50余年　美国重启载人绕月飞行

执行任务的4名宇航员，从左至右依次为：杰里米·汉森、维克托·格洛弗、里德·怀斯曼、克里斯蒂娜·科克。据中国航天报

火箭上面级与猎户座飞船抵近示意图。据中国航天微信公众号

“阿耳忒弥斯2号”任务流程图。 据中国航天报

4月1日，美国航空航天局新一代登月火箭“太空发射系统”从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行测试任务。这是美国自1972年以来首次载人飞向月球。新华社发

　　美国航空航天局新一代登月火箭“太空发射系统”4月1日从佛罗里达州发射升空，执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行测试任务。这是美国自1972年以来首次载人飞向月球。
　　美国东部时间1日18时35分（北京时间2日6时35分），“太空发射系统”搭载“猎户座”飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心39B发射台升空，将4名宇航员送入绕月轨道，展开为期10天的任务。
　　如果一切顺利，任务团队将于4月6日绕月飞行数小时，对月球表面进行观测。此次任务将在深空环境中检验飞船的各项系统运行情况，验证支持载人深空探索任务的关键技术，为后续载人登月及深空探索任务奠定基础。执行任务的4名宇航员分别是美航空航天局宇航员里德·怀斯曼、维克托·格洛弗和克里斯蒂娜·科克，以及加拿大航天局宇航员杰里米·汉森。
　　根据美航空航天局最新发布的消息，发射升空后，火箭核心级与上面级及“猎户座”飞船成功分离；飞船太阳能板按计划全部展开，飞船从发射阶段转至飞行运行阶段。
　　发射约49分钟后，火箭上面级发动机点火，将飞船送入环绕地球的椭圆轨道。按计划，该上面级发动机将进行二次点火，把飞船推入远地点高度约7.4万公里的轨道。之后，飞船将与上面级火箭分离，进入自由飞行阶段。
　　此次任务原计划于2月实施，但因两次综合演练中出现技术问题，发射时间一再推迟。
　　美国于2019年宣布“阿耳忒弥斯”登月计划，并于2022年11月完成“阿耳忒弥斯1号”无人绕月飞行测试任务。“阿耳忒弥斯2号”是该计划下的首次载人任务，也是自1972年美国阿波罗17号登月任务结束后美国首次载人飞向月球。
　　解读1
　　美“阿耳忒弥斯2号”载人绕月任务难在哪
　　与以登陆为目标的阿波罗任务不同，“阿耳忒弥斯2号”的主要任务，是通过一次为期约10天的深空飞行验证飞船各项关键系统。据英国《自然》杂志报道，这次任务虽然不实施登月，但将在月球附近开展多项观测与生命科学研究，为后续载人登月任务提供重要科学和工程数据。这次任务有哪些关键技术值得关注？宇航员安全又如何保障？
　　A 开展“器官芯片”科学实验
　　“阿耳忒弥斯2号”任务的一大重点是研究深空对人类健康的影响。此次宇航员将直接暴露于更强的宇宙辐射之下。飞船舱内安装了辐射传感器监测剂量，宇航员也将在任务前后提供唾液和血液样本，以评估免疫系统等生理变化。
　　本次任务中最前沿的人体健康研究是“器官芯片”实验。科学家将从宇航员捐献的血液中提取未成熟骨髓细胞，分别植入两块大小类似U盘的生物芯片中，一块随飞船进入深空，另一块留在地面作为对照。
　　这类芯片可以看作人体器官的“化身”。通过微流控技术，科学家能够在芯片上模拟大脑、肺、心脏、胰腺和肝脏等器官的结构和功能，从而观察人体细胞对辐射或医疗干预的反应。这项名为“AVATAR”（虚拟宇航员组织模拟反应）的实验有望为未来的载人登月任务提供信息，并帮助做好人类登陆火星的准备。
　　任务结束后，科学家将对每位宇航员的两块芯片进行比较，以评估深空环境是否导致更多DNA损伤、端粒变化或其他生物学影响，并将这些数据与宇航员健康状况进行关联分析。
　　NASA表示，骨髓是人体对辐射最敏感的组织之一，因此成为该实验的重点研究对象。器官芯片实验首席研究员、生物技术公司Emulate科学家大卫·周说：“这是首次在近地轨道之外开展此类研究。”如果实验取得成功，这类芯片未来有望用于宇航员个体化健康风险评估。
　　B 为登月进行技术验证
　　美国乔治·华盛顿大学太空政策研究所所长斯科特·佩斯在接受澳大利亚《对话》杂志采访时表示，“阿耳忒弥斯2号”的关键意义之一，是在真实深空飞行中全面检验“猎户座”飞船的生命保障系统。
　　执行此次任务的“猎户座”飞船，配备了更先进的生命保障和远距离通信系统，以支持更远距离的载人飞行。
　　按计划，飞船发射后将先在地球轨道运行两圈，以检查生命保障和通信系统状态，确认安全后再通过地月转移轨道点火进入深空。随后，飞船将用约4天时间飞向月球，并沿自由返回轨道绕月飞行。
　　在返回阶段，“猎户座”飞船将以接近每小时4万公里的速度再入大气层，对隔热防护系统形成严峻考验。在此前无人测试任务中，工程人员曾发现隔热层出现多处异常磨损，目前NASA已通过改进结构和优化再入参数提升安全可靠性。这些来自真实飞行环境的数据将为后续载人登月任务提供重要依据。
　　C 多项关键技术值得关注
　　此次任务的一个突出特征，是新一代深空载人体系首次集中实战演练。“太空发射系统”火箭和“猎户座”飞船均首次执行载人任务，其可靠性将在深空环境中接受全面考验。虽然此前“阿耳忒弥斯1号”任务完成无人飞行验证，但载人状态下的系统协同仍需实战检验。
　　从任务设计看，多项关键技术值得关注：
　　一是深空环境下的通信与导航系统测试。飞船将在地球轨道短暂飞出全球定位系统（GPS）卫星及近地中继卫星覆盖范围，检验深空网络的通信与导航能力，确认相关系统为深空任务做好了准备。
　　二是手动飞行操作验证。在飞船与火箭上面级分离后，宇航员会将飞船切换至手动模式，操控其飞行轨迹和姿态，以上面级为目标，模拟与其他航天器对接的能力。这一步骤被称为“近距离操作演示”，它在地面难以完全模拟，将为后续月球轨道任务中关键的交会、近距离操作、对接等提供实战经验。
　　三是电力供应系统的分阶段保障。发射及初期飞行阶段使用飞行电池供电，以确保在最关键、最危险阶段获得稳定、可控电源；进入深空后，飞船将主要依靠太阳能电池板提供持续能源，电池系统则在无光照或应急情况下提供补充电力。
　　四是自由返回轨道设计。在返航阶段，飞船将利用地月引力场作用，在地球引力牵引下自然返回地球，无需重新启动推进系统。多家媒体报道指出，这一设计被视为一项重要的安全冗余手段，可在推进系统出现故障时仍能利用引力完成返航。
　　这些技术亮点意味着更高的技术门槛。作为新一代重型火箭，“太空发射系统”规模庞大、耦合复杂，推进、低温燃料与控制系统高度联动，任何局部异常都可能产生连锁反应。此前演练中曾出现液氢泄漏、氦气系统故障等技术问题，凸显系统调试难度。
　　同时，绕月轨道推进精度要求极高，任何偏差都可能影响返回路径，深空通信延迟也增加了操作和系统响应难度。
　　D 宇航员安全如何保障
　　要离开近地轨道、进入深空环境实施载人绕月，任务风险呈“叠加效应”。飞行距离更远、速度更快、环境更复杂，系统容错空间明显缩小。航天专家指出，载人深空探索风险不可避免，关键在于通过系统设计降低风险并确保可控。
　　美航空航天局为此次任务构建了一套覆盖“发射-飞行-返回”全过程的安全保障体系。
　　发射阶段确保宇航员的快速逃逸能力。“猎户座”飞船顶部配备发射逃逸系统，在发射阶段出现异常时，该系统可在毫秒内启动，将载人舱迅速拉离火箭主体，实现紧急撤离。发射台也配备有应急撤离设备，确保地面突发情况下宇航员安全转移。
　　宇航员所穿的“‘猎户座’任务组生存系统”宇航服，具备耐高温、阻燃能力，其内置接口系统可在紧急情况下提供氧气，去除二氧化碳，支持长达6天生存。绕月飞行期间，飞船内部部署多组辐射传感器，结合宇航员佩戴的个体辐射监测装置，可实时评估舱内辐射水平并发出警报。
　　通信方面，任务使用美航空航天局近空网络和深空网络形成通信链路。飞船飞至月球背面时将出现约41分钟通信中断，其余阶段均保持稳定。
　　分析人士指出，与“阿波罗”时代相比，“阿耳忒弥斯”引入更多商业航天参与，系统复杂性显著提升，对风险管理提出更高要求。此次任务安全设计与验证结果，将直接影响美国未来载人登月及深空任务的实施路径。
　　解读2
　　“阿耳忒弥斯2号”为何只绕月不登月？
　　当地时间4月1日傍晚，美国航空航天局新一代登月火箭“太空发射系统”（SLS）从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月任务。
　　4名宇航员搭乘全新猎户座飞船，将执行一次不登陆、只绕月的飞行：沿“8字形”自由返回轨道掠过月球背面，再依靠引力返回地球，全程约10天。这是继1972年阿波罗计划后，美国时隔半个多世纪再次执行载人绕月飞行任务，也是美国重启载人登月计划的关键一步。
　　为何“只绕不登”
　　很多人会疑惑：既然美国早在50多年前的“阿波罗计划”时就实现了载人登月，今天技术更先进了，为何不直接着陆，反而要“绕一圈再回来”？
　　放在更宏大的视角下看，这个疑问恰恰提醒了我们：在层出不穷的航天新闻背后，我们不能忘记，太空对生命而言，是一片极端严酷、极度不友好的荒漠。
　　很多人对太空的印象，停留在星光璀璨、科幻一般的浪漫。但现实是，太空环境对碳基生命近乎“绝杀”。
　　那里接近绝对零度（温度低至零下270摄氏度左右），没有大气，更没有可供呼吸的氧气。无处不在的高能宇宙射线、太阳风粒子，会直接穿透人体、损伤细胞与基因；微流星体的高速撞击，导致任何微小破损都可能致命。
　　地球用大气、磁场，为我们提供了一层薄薄的“生命保护层”，一旦离开近地轨道，进入地月空间，人类就完全暴露在致命环境中。
　　阿尔忒弥斯2号之所以只绕月、不着陆，核心原因也在这里。“阿波罗计划”早已断代半个世纪，生产线消失、技术体系更替、工程师梯队换代，当年的硬件与安全标准已无法满足今天的要求。SLS火箭、猎户座飞船都是全新研制的系统，从未载人进入过真正的深空。先无人试飞，再载人绕月，最后才实施着陆，是现代航天公认的稳妥路径。五十多年的时光差距，实际上把各国拉回到了同一起跑线。
　　与阿波罗13号形似神异
　　从轨迹上看，阿尔忒弥斯2号很容易让人联想到阿波罗13号。两者都是绕月一圈、不着陆返回，但性质天差地别。
　　阿波罗13号本来的设计是完成一次登月任务，因前往月球途中服务舱氧气罐爆炸，登月被迫取消，宇航员在极端险情下改入自由返回轨道，依靠登月舱作为“救生艇”才九死一生返回地球。
　　阿尔忒弥斯2号则从一开始就设计为绕月飞行，主动选择自由返回轨道，即便推进系统出现故障，也能依靠引力安全返航。
　　这也凸显了现代航天安全理念的转变：阿波罗时代的载人登月，更像是美苏争霸背景下的“险中求胜”；阿尔忒弥斯2号的设计是预设可能失败，从而为宇航员们兜底保命。
　　中美登月路径的区别
　　当世界关注阿尔忒弥斯2号时，自然也会对比中国的载人登月计划。两国起点不同、积累不同，因此路径差异明显，但同样遵循“科学、稳妥、敬畏生命”的原则。
　　美国的难题是“重启”。美国航天在过去半个多世纪未开展载人深空任务，一切几乎要从头再来，必须通过阿尔忒弥斯2号把载人往返月球的能力重新“捡起来”。
　　中国走的是另一条扎实道路：无人先行，载人跟进。从嫦娥一号到嫦娥六号，我们已经完整实现月球探测“绕、落、回”，多次完成软着陆、月面巡视、采样返回，验证了月面起飞、深空交会对接、高速再入返回等一系列关键技术。这些无人任务，相当于为载人登月提前“探路、排雷、验技术”。
　　尤其值得强调的是，中国在多年努力追赶过程中，并不是对此前美、苏、欧探月的复刻，而是坚持自主研发，实现了许多原创亮点。“鹊桥”中继星在世界上首次实现月球背面稳定通信支撑，成为嫦娥四号、六号登陆月背的关键保障；“玉兔”系列月球车长期在月面工作，获取大量实地环境与地质数据，为后续载人着陆选址提供重要依据；嫦娥六号更实现人类首次月球背面采样返回，在月背探测领域走到世界前列。
　　中国计划在2030年前实现载人登月，不急于求成，不走“太空竞赛”的旧思路，而是在自身充分技术积累之上稳步推进，这同样是对宇航员们生命安全高度负责的体现。
　　客观来说，中美在载人深空领域仍存在阶段性差距。美国在重型运载火箭、载人深空飞行经验、在轨复杂操作等方面积累更深；中国在无人月球探测效率、月背探测与中继通信等领域形成了自己的独特优势，走出了一条自主创新、低成本高可靠的道路。

　　稿件综合新华社、科技日报、新京报