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這張美國航空航天局提供的圖片顯示的是執(zhí)行“阿耳忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行任務(wù)的“獵戶座”飛船和月亮(4月3日攝)。
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這是從執(zhí)行“阿耳忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行任務(wù)的“獵戶座”飛船上拍攝的月球(4月6日攝)。
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4月6日,美國航空航天局宇航員里德·懷斯曼從“獵戶座”飛船上觀看月球。
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4月1日,美國航空航天局新一代登月火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空。
人類對(duì)月球的遠(yuǎn)征,時(shí)隔半個(gè)多世紀(jì),終于再次出發(fā)。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月1日傍晚,美國新一代登月火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空,搭載著4名宇航員執(zhí)行為期10天的“阿耳忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行任務(wù)。這不僅是美國自1972年阿波羅17號(hào)登月任務(wù)以來的首次載人“探月之旅”,也是繼阿波羅計(jì)劃之后人類時(shí)隔半個(gè)多世紀(jì)首次重返月球軌道。
打破紀(jì)錄
54年后人類再創(chuàng)最遠(yuǎn)飛行距離
4月6日成為這次任務(wù)中最具歷史意義的時(shí)刻。
根據(jù)美國國家航空航天局(NASA)消息,美東時(shí)間當(dāng)天13時(shí)57分左右,“阿耳忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行任務(wù)打破了1970年阿波羅13號(hào)月球任務(wù)創(chuàng)造的人類距離地球最遠(yuǎn)飛行紀(jì)錄。NASA數(shù)據(jù)顯示,阿波羅13號(hào)曾飛至距離地球248655英里(約400171公里)處。此次“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)預(yù)定在美東時(shí)間6日19時(shí)07分(北京時(shí)間7日7時(shí)07分)飛至距離地球252760英里(約406778公里)的最遠(yuǎn)距離,最終較原紀(jì)錄超出約4105英里(約6606公里)。執(zhí)行“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)的宇航員,由此成為有史以來離地球最遠(yuǎn)的人。
美東時(shí)間6日13時(shí)57分破紀(jì)錄時(shí)刻,4位宇航員調(diào)暗了艙內(nèi)燈光,站在窗邊,做好迎接這一歷史性時(shí)刻的準(zhǔn)備。破紀(jì)錄后,4人在狹小的太空艙內(nèi)互相擁抱。
美東時(shí)間6日18時(shí)44分左右,“獵戶座”飛船繞到月球背面,隨后宇航員與地球失聯(lián)約40分鐘。在此期間,飛船與月球的最近距離為4067英里(約6545公里),這也是此次任務(wù)中飛船距月球表面的最近距離。
失聯(lián)前的最后一刻,飛行員格洛弗說道:“我們會(huì)在另一邊見面。”在阿波羅13號(hào)任務(wù)期間,通信中斷總是會(huì)讓氣氛緊張。飛行指揮賈德·弗里林則認(rèn)為,“物理規(guī)律會(huì)發(fā)揮作用,一定會(huì)讓我們重返月球正面區(qū)域”。
據(jù)NASA官網(wǎng)數(shù)據(jù),“獵戶座”飛船預(yù)計(jì)從發(fā)射到濺落總共將飛行695081英里(約1118624公里)。
只繞月不登月
背后有何考量?
很多人會(huì)產(chǎn)生疑問:既然美國早在五十多年前就實(shí)現(xiàn)了載人登月,如今技術(shù)更先進(jìn)了,為何不直接著陸?天體物理學(xué)博士、科普作家孫正凡分析指出,“阿波羅計(jì)劃”早已斷代半個(gè)世紀(jì),生產(chǎn)線消失、技術(shù)體系更替、工程師梯隊(duì)換代,當(dāng)年的硬件與安全標(biāo)準(zhǔn)已無法滿足今天的要求。SLS火箭、“獵戶座”飛船都是全新研制的系統(tǒng),從未載人進(jìn)入過真正的深空。
新華社分析指出,此次“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)只繞月、不登月的核心原因在于,月球著陸器、艙外宇航服等關(guān)鍵裝備仍未準(zhǔn)備就緒,當(dāng)前登月條件尚未成熟。
任務(wù)的核心目標(biāo)是對(duì)整套載人深空飛行體系進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。“阿耳忒彌斯”計(jì)劃采用了較為穩(wěn)妥的技術(shù)路徑:先無人試飛,再載人繞月,然后實(shí)施月球著陸。
“阿耳忒彌斯1號(hào)”無人繞月飛行測(cè)試任務(wù)已于2022年11月完成,但因技術(shù)挑戰(zhàn)、進(jìn)度延誤、成本超支等問題,后續(xù)任務(wù)一再推遲,引發(fā)廣泛質(zhì)疑。
正在進(jìn)行的“阿耳忒彌斯2號(hào)”使用的“太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭和“獵戶座”飛船均為首次執(zhí)行載人任務(wù),其可靠性將在深空環(huán)境中接受全面考驗(yàn)。
目標(biāo)變遷
從“阿波羅”到“阿耳忒彌斯”
“阿波羅”計(jì)劃是美國在冷戰(zhàn)時(shí)期組織實(shí)施的一系列載人登月任務(wù)。1957年,蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一顆人造衛(wèi)星,拉開了美蘇太空競(jìng)賽的序幕。1961年,蘇聯(lián)首次載人太空飛行,讓美國倍感壓力。與蘇聯(lián)的白熱化競(jìng)爭,驅(qū)使當(dāng)時(shí)的美國政府以舉國之力推動(dòng)登月,爭奪太空優(yōu)勢(shì)。正如美國喬治·華盛頓大學(xué)太空政策研究所前所長約翰·洛格斯登的評(píng)價(jià),“阿波羅”計(jì)劃是“特定歷史時(shí)期的產(chǎn)物”,是美國在認(rèn)為自己受到威脅后采取的一次“卓越的緊急應(yīng)對(duì)行動(dòng)”。
數(shù)十年后,隨著科技更加成熟,全球多國紛紛推出新的探月計(jì)劃。2017年12月,時(shí)任美國總統(tǒng)特朗普在其第一個(gè)任期內(nèi)宣布美國宇航員將重返月球并最終前往火星,這一計(jì)劃被取名為“阿耳忒彌斯”,目標(biāo)是將宇航員送上月球,保持美國在太空探索方面的全球領(lǐng)先地位,建立“持續(xù)的月球存在”,為探索火星鋪平道路。
“阿耳忒彌斯”登月計(jì)劃并不是“阿波羅”計(jì)劃的翻版,其復(fù)雜程度遠(yuǎn)超后者。“阿波羅”計(jì)劃使用的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭等裝備已經(jīng)退役,生產(chǎn)線也不復(fù)存在,美國當(dāng)前的登月任務(wù)正在使用新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)。這并非意味著美國技術(shù)倒退,而是向?yàn)椴煌剿髂繕?biāo)而設(shè)計(jì)的新一代系統(tǒng)過渡。
核心目標(biāo)
系統(tǒng)驗(yàn)證而非登月
此次任務(wù)是“阿耳忒彌斯”登月計(jì)劃的第二次任務(wù),也是該計(jì)劃下的首次載人飛行,被視為后續(xù)載人登月任務(wù)的關(guān)鍵鋪墊。NASA表示,任務(wù)將在深空環(huán)境中檢驗(yàn)宇航員搭乘的“獵戶座”飛船的生命保障、導(dǎo)航控制、通信系統(tǒng)及任務(wù)運(yùn)行能力,并通過實(shí)際飛行數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)可靠性,為未來載人登月和深空探索任務(wù)降低風(fēng)險(xiǎn)、積累經(jīng)驗(yàn)。
此次任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)亮點(diǎn)包括:
一是深空環(huán)境下的通信與導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試。飛船將在地球軌道短暫飛出GPS衛(wèi)星及近地中繼衛(wèi)星覆蓋范圍,檢驗(yàn)深空網(wǎng)絡(luò)的通信與導(dǎo)航能力。
二是手動(dòng)飛行操作驗(yàn)證。在飛船與火箭上面級(jí)分離后,宇航員將飛船切換至手動(dòng)模式,操控其飛行軌跡和姿態(tài),模擬與其他航天器對(duì)接的能力,為后續(xù)月球軌道任務(wù)中關(guān)鍵的對(duì)接操作提供實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
三是自由返回軌道設(shè)計(jì)。在返航階段,飛船將利用地月引力場(chǎng)作用,在地球引力牽引下自然返回地球,無需重新啟動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)。這一設(shè)計(jì)被視為一項(xiàng)重要的安全冗余手段。
北京航空航天大學(xué)航空專家、《航空知識(shí)》主編王亞男在接受采訪時(shí)指出,“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)之所以受到全球矚目,在于兩方面重要意義:其一,“阿波羅計(jì)劃”終止后僅有無人探測(cè)器進(jìn)入環(huán)月軌道,這是50多年來首次將人類送入月軌的載人任務(wù);其二,此次啟用的運(yùn)載火箭、載人飛船均為全新研發(fā)的裝備,載人環(huán)月是對(duì)新裝備的“實(shí)戰(zhàn)”檢驗(yàn),具有較高挑戰(zhàn)性。
宇航團(tuán)隊(duì)
跨越國界與歷史的組合
“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)共有4名宇航員:指令長里德·懷斯曼、飛行員維克多·格洛弗、任務(wù)專家克里斯蒂娜·科赫來自NASA,以及來自加拿大航天局的杰瑞米·漢森。據(jù)德新社報(bào)道,科赫是NASA月球任務(wù)中的首位女性宇航員,格洛弗是首位飛越月球的非裔宇航員,漢森則是首位執(zhí)行此類任務(wù)的加拿大人。
在月球背面飛行期間,宇航員們看到了半個(gè)多世紀(jì)以來從未見過的月球背面景象,并對(duì)太空人類的健康、月球表面觀測(cè)等進(jìn)行研究,為未來任務(wù)做好準(zhǔn)備。宇航員科赫表示,這次任務(wù)是一個(gè)里程碑,“融合了過去和現(xiàn)在,還連接了未來”。漢森在飛越前通過無線電感慨道:“此刻從月球上用肉眼就能看到的景象,讓我驚嘆不已,簡直難以置信。”
值得一提的是,在創(chuàng)造紀(jì)錄后,宇航員們還提議以懷斯曼已故妻子卡羅爾的名字命名一個(gè)隕石坑。卡羅爾于2020年因癌癥去世,享年46歲。此外,宇航員們還決定以他們所乘坐飛船的名字“誠信”(Integrity)為另一個(gè)隕石坑命名。NASA發(fā)言人透露,擬議的隕石坑名稱將提交給負(fù)責(zé)天體命名的國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)。
任務(wù)挑戰(zhàn)
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與安全考量
雖然此次任務(wù)進(jìn)展順利,但其挑戰(zhàn)不容小覷。任務(wù)面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)包括:作為新一代重型火箭,“太空發(fā)射系統(tǒng)”規(guī)模龐大、耦合復(fù)雜,推進(jìn)、低溫燃料與控制系統(tǒng)高度聯(lián)動(dòng),任何局部異常都可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。此前演練中曾出現(xiàn)液氫泄漏、氦氣系統(tǒng)故障等技術(shù)問題,凸顯系統(tǒng)調(diào)試難度。繞月軌道推進(jìn)精度要求極高,任何偏差都可能影響返回路徑,深空通信延遲也增加了操作和系統(tǒng)響應(yīng)難度。
“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)需要邁過多個(gè)難關(guān)。多數(shù)探月任務(wù)中,火箭直接將航天器送入地月轉(zhuǎn)移軌道,而“獵戶座”飛船需要環(huán)繞地球飛行一天后,在近地點(diǎn)附近依靠自身發(fā)動(dòng)機(jī)抬升軌道高度進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,這對(duì)飛船而言是一大挑戰(zhàn)。另一大考驗(yàn)來自飛船返回階段的安全隱患——在2022年的“阿耳忒彌斯1號(hào)”無人飛行試驗(yàn)中,“獵戶座”飛船返回時(shí)底部隔熱罩出現(xiàn)了材料脫落問題。NASA選擇調(diào)整飛船飛行軌跡,縮短飛船在危險(xiǎn)熱環(huán)境中的暴露時(shí)間,但這一解決方案一度引發(fā)爭議。
王亞男分析稱,返航時(shí),“獵戶座”將以每小時(shí)4萬公里的速度重返地球大氣層,隔熱罩需承受逾2700攝氏度、相當(dāng)于太陽表面溫度一半的高溫。隔熱罩安全隱患被認(rèn)為是任務(wù)最值得關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)之一。
另據(jù)美媒報(bào)道,任務(wù)期間宇航員們還遭遇了廁所持續(xù)故障的困擾,但最終成功修復(fù)。NASA在更新中確認(rèn)宇航員們已成功將飛船廁所恢復(fù)正常運(yùn)行。獵戶座的太空廁所是一套全新的“通用廢物管理系統(tǒng)”,利用氣流將廢物從人體吸離并儲(chǔ)存。
深遠(yuǎn)意義
重返月球的長遠(yuǎn)藍(lán)圖
新華社分析指出,如果說“阿波羅計(jì)劃”解決的是“能否抵達(dá)月球”,那么在新一輪探月熱潮下,“阿耳忒彌斯”計(jì)劃則是要回答“如何長期存在”。它旨在推動(dòng)人類重返月球,并建立長期駐留基地,以此作為未來火星任務(wù)的“跳板”。
美國媒體指出,“阿耳忒彌斯”計(jì)劃旨在建立永久月球基地、開發(fā)自然資源,并為未來登陸火星等深空探索鋪設(shè)跳板。此次“阿耳忒彌斯2號(hào)”任務(wù)的目標(biāo)之一,是首次在載人環(huán)境下驗(yàn)證生命維持系統(tǒng),并為未來在月球建立基地、火星探索奠定基礎(chǔ)。飛行期間,宇航員將對(duì)“獵戶座”飛船進(jìn)行全面測(cè)試,也將首次觀測(cè)到“月球背面”區(qū)域。
美國喬治·華盛頓大學(xué)太空政策研究所前所長約翰·洛格斯登曾評(píng)價(jià),“阿波羅計(jì)劃”是“特定歷史時(shí)期的產(chǎn)物”,是“卓越的緊急應(yīng)對(duì)行動(dòng)”。而“阿耳忒彌斯”計(jì)劃承載的是人類對(duì)月球長期探索和未來深空遠(yuǎn)征的愿景。當(dāng)4名宇航員在約40萬公里之外的太空中,透過“獵戶座”的窗戶看到地球緩緩升起的景象時(shí),這不僅是人類距離地球最遠(yuǎn)的一刻,也是人類向更深遠(yuǎn)的太空邁出的又一步。
整合:潘欣 圖片:新華社
綜合自新華社、央視新聞、澎湃新聞、中國新聞網(wǎng)、重慶日?qǐng)?bào)、封面新聞、騰訊新聞、新京報(bào)等
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