剛剛，阿爾忒彌斯2號(hào)成功發(fā)射，人類時(shí)隔54年重返月球軌道

剛剛，阿爾忒彌斯 2 號(hào)（Artemis II）從佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射升空。四名宇航員將繞過(guò)月球背面，然后返回地球。

這是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）“阿爾忒彌斯計(jì)劃”的首次載人飛行，也是自 1972 年阿波羅 17 號(hào)以來(lái)，人類首次重返月球?！鞍栠瘡浰褂?jì)劃”啟動(dòng)于 2017 年，其宏偉目標(biāo)是讓人類重返月球并建立月球基地，為未來(lái)的火星載人任務(wù)做準(zhǔn)備。該計(jì)劃的首次任務(wù)“阿爾忒彌斯 1 號(hào)”已于 2022 年底成功發(fā)射，這是一次完全無(wú)人駕駛的繞月測(cè)試飛行，主要驗(yàn)證新一代深空探索系統(tǒng)的性能，為后續(xù)載人任務(wù)鋪路。

這項(xiàng)為期約 10 天的任務(wù)將測(cè)試太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭和獵戶座飛船，為阿爾忒彌斯 3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)及以后的月球著陸做準(zhǔn)備。同時(shí)要求這四位宇航員在遠(yuǎn)離地球的情況下，以更高的自主性操作并做出關(guān)鍵決策。

SLS 是 NASA 有史以來(lái)建造的最強(qiáng)大的火箭，能夠向月球運(yùn)送超過(guò) 27 公噸的有效載荷，包括設(shè)備、儀器、科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和貨物。獵戶座航天器位于火箭最頂端，是機(jī)組人員前往月球的“座駕”。阿爾忒彌斯 2 號(hào)的機(jī)組人員將他們的獵戶座艙命名為“誠(chéng)信號(hào)”（Integrity），他們表示這個(gè)詞體現(xiàn)了信任、尊重、坦誠(chéng)與謙遜。

圖 | 阿爾忒彌斯 2 號(hào)任務(wù)簡(jiǎn)介（來(lái)源：美國(guó)宇航局）

任務(wù)期間，機(jī)組人員將對(duì)“誠(chéng)信號(hào)”的關(guān)鍵生命支持系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，包括空氣、水和安全設(shè)備，以及廁所。這也將是宇航員首次測(cè)試深空廁所系統(tǒng)，相比阿波羅時(shí)代，這是一個(gè)顯著的升級(jí)，當(dāng)時(shí)的機(jī)組人員只能依賴所謂的“排泄管”。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)機(jī)組由 4 名宇航員組成，包括三名美國(guó)宇航員：里德·懷斯曼（Reid Wiseman）、維克多·格洛弗（Victor Glover）和克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch），以及一名加拿大宇航員杰里米·漢森（Jeremy Hansen）。

其中，科赫成為第一位前往月球的女性，格洛弗是第一位有色人種，而加拿大人漢森是第一位非美國(guó)人。

（來(lái)源：維基百科）

咖啡、鍛煉設(shè)備、深空廁所，樣樣具備

搭載 4 名宇航員的飛船獵戶座，全稱獵戶座多用途載人飛船，是由洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）為 NASA 建造的航天器。該公司是美國(guó)乃至全球最大的國(guó)防和航空航天綜合企業(yè)，總部位于馬里蘭州。主營(yíng)航空、導(dǎo)彈和火控、旋翼和任務(wù)系統(tǒng)及空間系統(tǒng)，是美國(guó)國(guó)防部和主要航天項(xiàng)目的核心供應(yīng)商，以 F-35、F-16 等機(jī)型和先進(jìn)防務(wù)技術(shù)聞名。

圖 | 獵戶座（來(lái)源：維基百科）

該航天器由三個(gè)主要部分組成，每一部分都擁有獨(dú)立的推進(jìn)系統(tǒng)，用于在阿爾忒彌斯任務(wù)的不同階段控制航天器的軌跡與姿態(tài)。這三個(gè)部分分別是：發(fā)射逃逸系統(tǒng)、服務(wù)艙以及乘員艙。

發(fā)射逃逸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷是，一旦在發(fā)射或上升至軌道的過(guò)程中發(fā)生緊急情況，能迅速將飛船及其機(jī)組人員帶到安全地帶；服務(wù)艙配備了獵戶座的主推進(jìn)系統(tǒng)，是為飛船航程提供動(dòng)力與燃料的能量工廠。該艙段還負(fù)責(zé)軌道機(jī)動(dòng)和位置控制，并承擔(dān)熱控和太陽(yáng)能電池板供電等關(guān)鍵職能；乘員艙是宇航員工作與生活的空間。

相比阿波羅艙，獵戶座空間增加了約 60%，內(nèi)部可利用體積約為 9 立方米。美國(guó)宇航局表示，這相當(dāng)于兩輛小型貨車(chē)的總和。

圖 | 阿波羅飛船與獵戶座飛船的尺寸對(duì)比（來(lái)源：reddit）

最顯著的改進(jìn)是，獵戶座配備了通用的廢物處理系統(tǒng)，相比阿波羅時(shí)代的收集袋，獵戶座擁有更先進(jìn)的吸氣技術(shù)和人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，能更好地處理失重環(huán)境下的排泄物，并能回收尿液轉(zhuǎn)化為純凈水（雖然此功能主要在空間站使用，但技術(shù)已集成）。

獵戶座飛船內(nèi)取消了數(shù)千個(gè)物理開(kāi)關(guān)，取而代之的是三塊巨大的玻璃座艙顯示屏。宇航員可以通過(guò)電子界面操控飛船，甚至在睡眠艙通過(guò)手持平板電腦監(jiān)控系統(tǒng)。

為了防止肌肉萎縮，艙內(nèi)設(shè)有簡(jiǎn)易的抗阻力鍛煉設(shè)備。此外，由于飛船會(huì)穿過(guò)輻射強(qiáng)烈的范艾倫輻射帶，艙內(nèi)特別設(shè)計(jì)了名為“風(fēng)暴避難所”的區(qū)域，在太陽(yáng)高能粒子爆發(fā)時(shí)，宇航員可以躲在防輻射性能更好的隔間內(nèi)。

艙內(nèi)設(shè)有折疊式的睡眠艙，保證四人可以同時(shí)休息。食品加熱裝置也得到了升級(jí)，機(jī)組人員甚至可以享用到特別定制的加壓包裝咖啡和脫水美食。

圖 | 阿爾忒彌斯 2 號(hào)準(zhǔn)備的菜單（來(lái)源：NASA）

獵戶座主要依靠隔熱罩在濺落前進(jìn)行減速。當(dāng)它在稠密大氣中疾馳時(shí)，劇烈的摩擦?xí)垢魺嵴直砻鏈囟蕊j升至 2,760°C（5,000°F），比熔巖溫度高出 2.5 倍。然而，得益于卓越的隔熱設(shè)計(jì)，艙內(nèi)依然能維持在 20 多攝氏度的舒適宜人環(huán)境。

在海上濺落后，飛船可能會(huì)以任何角度漂浮。獵戶座頂部配備了五個(gè)醒目的橙色氣囊，一旦入水，它們會(huì)自動(dòng)充氣，幫助飛船在風(fēng)浪中扶正，確保宇航員能安全、順利地撤離艙體。

根據(jù)行星協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，SLS 火箭計(jì)劃自 2011 年啟動(dòng)以來(lái)，已耗資 238 億美元。而獵戶座航天艙在計(jì)劃開(kāi)始后的 10 年里，研發(fā)成本也達(dá)到了 204 億美元。加上地面基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用，從 2006 年到 2022 年首次測(cè)試發(fā)射期間，NASA 在整個(gè)計(jì)劃上的總支出高達(dá) 499 億美元。

登月之路

自 2023 年 6 月以來(lái)，宇航員里德·懷斯曼、維克托·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫以及加拿大航天局（CSA）宇航員杰里米·漢森一直在為他們的登月之旅做準(zhǔn)備。

（來(lái)源：NASA）

作為阿爾忒彌斯 2 號(hào)的指令長(zhǎng)，懷斯曼不僅擁有深厚的海軍背景，更是系統(tǒng)工程領(lǐng)域的專家。他曾在美國(guó)海軍服役 27 年，擔(dān)任過(guò)頂尖試飛員，并在中東地區(qū)執(zhí)行過(guò)多次戰(zhàn)斗部署。2014 年，他在國(guó)際空間站（ISS）駐留的 165 天里，曾創(chuàng)下單周投入 82 小時(shí)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的紀(jì)錄。除了卓越的飛行技巧，懷斯曼還曾出任 NASA 宇航員辦公室主任，負(fù)責(zé)管理全美宇航員的培訓(xùn)與任務(wù)分配。

格洛弗擔(dān)任此次任務(wù)的飛行員，負(fù)責(zé)“獵戶座”航天器的精密操作與導(dǎo)航。格洛弗的職業(yè)生涯始終與“第一”緊密相連：他曾是 SpaceX“龍”飛船首次商業(yè)載人運(yùn)營(yíng)飛行的飛行員，并因此成為首位在國(guó)際空間站長(zhǎng)期駐留的黑人宇航員。作為擁有四項(xiàng)碩士學(xué)位的海軍上校，他不僅精通復(fù)雜的飛行系統(tǒng)，還曾在美國(guó)參議院擔(dān)任立法研究員，具備跨學(xué)科的戰(zhàn)略視野。

任務(wù)專家克里斯蒂娜是航天界公認(rèn)的“紀(jì)錄打破者”。在加入 NASA 之前，她曾在南極和格陵蘭的極端環(huán)境下長(zhǎng)期從事科學(xué)研究，這種堅(jiān)韌的心理素質(zhì)為其太空生涯奠定了基礎(chǔ)。2019 年，克里斯蒂娜在國(guó)際空間站連續(xù)駐留 328 天，刷新了女性單次太空飛行的最長(zhǎng)時(shí)間紀(jì)錄，并參與完成了人類歷史上首次全女性太空行走。

來(lái)自加拿大航天局的任務(wù)專家漢森，是機(jī)組中唯一的非美國(guó)籍成員，也是國(guó)際合作精神的象征。漢森出身于安大略省的農(nóng)場(chǎng)，后成長(zhǎng)為加拿大皇家空軍的王牌戰(zhàn)斗機(jī)飛行員。盡管阿爾忒彌斯 2 號(hào)是他的首次太空飛行，但他已在地面為航天事業(yè)奉獻(xiàn)了十余年，不僅擔(dān)任過(guò)空間站與地面的首席通信官，還曾參與極端環(huán)境的水下模擬任務(wù)。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)的實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練

為了確保這項(xiàng)史詩(shī)級(jí)任務(wù)萬(wàn)無(wú)一失，四名機(jī)組成員在過(guò)去幾年接受了涵蓋地質(zhì)學(xué)、生存技能及深空導(dǎo)航在內(nèi)的全方位高強(qiáng)度訓(xùn)練。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)訓(xùn)練的一個(gè)關(guān)鍵部分是月球觀測(cè)與攝影。在休斯敦的約翰遜航天中心，宇航員們通過(guò)研習(xí)月球背面，學(xué)習(xí)如何識(shí)別撞擊坑形狀、表面紋理、顏色變化和反射率。雖然此次任務(wù)不會(huì)登月，但機(jī)組將從月球軌道進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，為未來(lái)的阿爾忒彌斯登月任務(wù)收集重要數(shù)據(jù)。

除了教室授課和模擬器操作，機(jī)組還在艾靈頓機(jī)場(chǎng)駕駛 T-38 噴氣式教練機(jī)進(jìn)行飛行訓(xùn)練。T-38 能讓宇航員暴露在高工作負(fù)荷、動(dòng)態(tài)變化的飛行條件下，培養(yǎng)其空間感知和適應(yīng)能力，這些技能能直接轉(zhuǎn)化為在太空壓力下做出果斷決策的能力。

（來(lái)源：NASA）

此外，機(jī)組人員穿著“獵戶座機(jī)組生存系統(tǒng)”宇航服參加了多次訓(xùn)練，以支持對(duì)獵戶座飛船環(huán)境控制與生命支持系統(tǒng)的測(cè)試。這套宇航服能在發(fā)射、返回和應(yīng)急情況下提供壓力、氧氣及熱保護(hù)；而飛船的生命支持系統(tǒng)則負(fù)責(zé)管理整個(gè)任務(wù)期間艙內(nèi)的氧氣、水、溫度和機(jī)組整體健康狀況。

在約翰遜航天中心的獵戶座任務(wù)模擬器內(nèi)，機(jī)組反復(fù)排練了從常規(guī)操作到應(yīng)急響應(yīng)的每個(gè)階段。模擬訓(xùn)練旨在教授宇航員如何診斷故障、管理多重優(yōu)先級(jí)任務(wù)，以及在與地球通信延遲的情況下獨(dú)立做出決策。通過(guò)這一過(guò)程，四位宇航員已精通獵戶座艙內(nèi)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。

圖 | “阿爾忒彌斯 2 號(hào)”任務(wù)組進(jìn)行月球攝影練習(xí)（來(lái)源：NASA）

盡管阿爾忒彌斯 2 號(hào)不會(huì)降落在月表，但宇航員在偏遠(yuǎn)原始環(huán)境（如冰島的火山區(qū)）中培養(yǎng)的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)至關(guān)重要。機(jī)組將在軌道上檢查包括撞擊坑和月壤在內(nèi)的特定地貌，記錄顏色和紋理的變化，幫助科學(xué)家解讀月球的地質(zhì)歷史。

任務(wù)將以在海面濺落告終。機(jī)組在 NASA 的中性浮力實(shí)驗(yàn)室（NBL）完成了水下生存回收訓(xùn)練。他們演練了在不同場(chǎng)景下安全離開(kāi)獵戶座飛船、穩(wěn)定船體并登上救生筏的技巧，這些是他們從月球歸來(lái)后最依賴的生存技能。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)機(jī)組還在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心完成了綜合地面系統(tǒng)測(cè)試。包括全副武裝的測(cè)試、全任務(wù)演習(xí)以及發(fā)射日模擬。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)任務(wù)是“阿爾忒彌斯計(jì)劃”的關(guān)鍵里程碑，將為阿爾忒彌 3 號(hào)測(cè)試在軌能力，以及阿爾忒彌斯 4 號(hào)和阿爾忒彌斯 5 號(hào)兩次載人登月任務(wù)提供數(shù)據(jù)與信心。

如果阿爾忒彌斯 2 號(hào)一切順利，它將極大提振信心、加速后續(xù)進(jìn)度；若有問(wèn)題，也能在載人前暴露并修復(fù)，避免更大風(fēng)險(xiǎn)。

1.https://time.com/7346146/artemis-ii-launch-nasa-astronauts-moon-mission/?utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=editorial&utm_content=290126

2.https://theconversation.com/artemis-ii-the-first-human-mission-to-the-moon-in-54-years-launches-soon-with-a-canadian-on-board-273881

3.https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/johnson/preparing-for-artemis-ii-training-for-a-mission-around-the-moon/

4.https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/orion.html

5.https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2026/things-you-may-not-know-about-orion.html

6.https://www.nasa.gov/missions/artemis/artemis-2/artemis-ii-whats-on-the-menu/?utm_source=TWITTER&utm_medium=NASA&utm_campaign=NASASocial&linkId=925358682

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍