美國載人繞月任務有哪些隱患

目前，美國正在進行的“阿爾忒彌斯”載人登月計劃，最大隱患就是計劃制訂的相當復雜。

美國當年的“阿波羅”登月計劃，是用“土星五號”重型火箭直接將“阿波羅”飛船送入地月轉移軌道。在完成“登月”之后，再直接返回地球。

按照NASA官網的介紹，美國這次的計劃更加復雜：用“獵戶座載人飛船”與“月球著陸器”，分搭載4名宇航員，兩次發射。

月球著陸器上的兩名宇航員，在月球表面進行“軟著陸”，開始為期一周的月面考察。

另外兩名宇航員，將會留在“獵戶座載人飛船”中，繼續繞月飛行。等到“登月首秀”完成任務之后，兩名宇航員再乘坐“月球著陸器”飛回繞月軌道。

接下來，兩艘飛船還要在太空中完成“合體對接”，等到宇航員全部轉移到飛船之后，“月球著陸器”將會被舍棄，飛船執行重返地球任務。

越是復雜的方案，越是容易出錯。更何況“阿爾忒彌斯”的復雜計劃，造成了設計跟不上，造成了“登月計劃”屢屢推遲。

根據2025年9月3日，前NASA局長吉姆·布萊登斯坦在國會聽證會上的說法“阿爾忒彌斯”計劃的設計不當，導致了“登月計劃”屢次推遲。

根據NASA此前的報告：執行阿爾忒彌斯計劃的“太空發射系統”（SLS）重型運載火箭、“獵戶座”飛船和月球著陸器都存在大量技術問題。其中SLS火箭多次因為燃料泄漏而推遲發射，“獵戶座”飛船也暴露出逃生系統和隔熱罩的可靠性問題。

值得慶幸的是：在2022年，“阿爾忒彌斯1號”的不搭載人的系統測試任務中，它們的組合基本完成任務。

由于太陽、地球、月球三者本身組成一般意義下的三體問題。到了月球之后，就成了月系對于太陽的動力學模型。

在日-地-月系統中，空間雙圓模型（SBCM)具有足夠高的精度。SBCM 考慮到黃白交角的存在，并作如下假設：地-月系作為整體與太陽構成二體運動，且太陽不影響地-月的二體運動。

這是由于太陽到地-月系的距離遠大于地球到月球的距離，故可以忽略太陽對地-月系的引力力矩的影響，只需考慮太陽對地-月系質心的影響。

想用火箭把飛船發射到太空很容易，但是難點在于如何讓飛船上的科學家們“完成任務”，并安全回來。因為完成載人登月任務的重要條件，就是要實現穩定、可重復的發射。

這次“登月任務”的核心，就是需要保障宇航員在月球表面停留時間更長，任務更加復雜的科學考察和資源勘探活動。

探測器的動力學可以用探測器的動力學可以用Hamilton方程表示，其Hamilton函數為

最有可能出現的問題，大概率出現在美國太空探索技術公司（SpaceX）負責的“月球著陸器”上。這艘“月球著陸器”，是由“星艦”超重型火箭的第二級“星艦”飛船改裝而來。

由于太陽的引力作用，使得CR3BP動力學存在周期性擾動。“月球著陸器”需要非常可靠的“月面著陸”和起飛能力，其熱防護系統、發動機可靠性、海上回收技術，都還遠遠沒有達到成熟。

對于地月系飛行的探測器，太陽的引力作用是不可忽視的。在一些三體模型下的穩定運動，將會被太陽破壞引力。而“月球著陸器”降落月球之后，需要在沒有發射臺、充滿月塵的月球環境下完成點火起飛，這是一項要求極高的工程挑戰。

按照美國“登月計劃”，阿爾忒彌斯3號計劃降落的地點是“月球南極地區”，這里有著“月球南極永久陰影區域”。這就意味著，美國的登月計劃，地形更加復雜，任務也更加艱巨。

宇航服中也要配備相應的高清攝像機，以及安裝在頭盔面罩中的照明裝置，當宇航員們在這片區域工作、行走時，可以提供更好的能見度。

相比于這些可以在地面上就能解決的困難，最大的麻煩，還要到太空中去解決的“在軌加油”任務。

按照原計劃，月球著陸器需要將大量的物資和宇航員送到月球表面，還要支持一個月的“駐留任務”。

但是，此前沒有任何一枚火箭有能力將這樣一個滿載燃料的“巨型著陸器”，從地球表面送入月球軌道。

所以，美國人給出的方案是，首先發射十幾艘滿載燃料的“星艦”飛船，作為近地軌道的“太空加油站”，在太空中為“月球著陸器”補充前往月球的燃料。

這項技術的最大瓶頸在于，“月球著陸器”要在停泊軌道上進行一次“在軌燃料加注”，然后飛往月球。

“繞月飛行器”跟“月球著陸器”對接之后，還要再進行一次“燃料加注”。如此大規模的“低溫推進劑”，在太空中如儲存？

即便是解決了“太空加油站”的存儲問題，“在軌燃料加注”在太空中的實驗也并不成熟，是否百分百成功，誰也不敢保證。

因此，美國目前的繞月飛行也只是“重返月球”的一小步，更多的困難和隱患還在深邃的太空中，亟待解決。