NASA推迟重返月球时间表,最早2026年载人登月
不出所料,NASA不得不面对现实,被迫推迟重返月球时间表。
赶巧不巧,就在试图成为美国第一艘商用登月器游隼号告败的次日,即美东时间1月9日(北京时间1月10日),美国宇航局(NASA)正式宣布:重返月球两次载人任务不得不推迟,Artemis II首次环月从2024年11月延后至2025年9月,Artemis III首次载人登月从2025年12月延后至2026年9月。
早在2023年下半年,负责监督联邦政府机构的美国问责局(GAO)就曾多次公开指责,重返月球时间表不切实际。
根据NASA这次披露,导致推迟的主要原因如下:猎户座隔热罩存在隐患、猎户座部分硬件更新、登月宇航服研制延误、载人登月器开发延迟。
猎户座载人飞船主要集中在两大问题:隔热罩存在隐患、飞船部分硬件需要更新。
距离重返月球首次任务——阿尔忒弥斯1号(Artemis I)完成探路工作已有13个月,经过检查、分析、结论,首要问题凸显出来,这就是飞船隔热罩存在隐患。具体表现:当猎户座飞船以25000英里/小时(11.176公里/秒)再入地球大气层时,尽管经受住2760°C高温考验,却导致一些隔热片脱落。这是NASA意料之外的。即使未发现对飞船内部造成什么实质性影响,但确实存在危险隐患。必须彻底解决这个问题。
根据NASA阿尔忒弥斯任务负责人阿米特·克沙特里亚(Amit Kshatriya)介绍,「我们必须更新升级隔热罩的整体热、机械和材料模型,确保在第二次阿尔忒弥斯任务返航再入阶段飞船安全可靠。」
所谓更新隔热罩的整体热、机械和材料模型,具体是指:①改进隔热罩的热模型,能够更准确地模拟和预测隔热罩在返回地球大气层时所承受的高温热量;②改进隔热罩的机械模型,能更准确地模拟和预测隔热罩在返回地球大气层时所承受的压力和振动;③改进隔热罩的材料模型,能更准确地模拟和预测隔热罩在返回地球大气层时所发生的变化,例如烧蚀和剥落。
除了隔热罩存在隐患,由洛克希德·马丁制造的猎户座飞船还有诸多问题:①执行阿尔忒弥斯3号任务的猎户座飞船,发现一个设计缺陷,存在于关乎生命支持系统电路中,特别是二氧化碳吸收器的电动阀门存在设计缺陷。②执行阿尔忒弥斯2号任务的猎户座飞船,由于载人飞行必须通过更严苛的飞行中止测试,以验证逃逸系统可靠性。经检查该逃逸系统还存在一些缺陷,比如电气系统尤其是电池性能可能存在隐患。
基于这些问题和隐患,导致NASA不得不承认,无法执行原定时间表,阿尔忒弥斯2号任务首次环月,只能从原定2024年11月,延后至2025年9月。一环套一环,环环相扣,由于阿尔忒弥斯2号任务属于阿尔忒弥斯3号先行探路任务,前者延迟就意味着后者延迟。由此,造成阿尔忒弥斯3号首次载人登月时间表,从2025年12月延后至2026年9月。
为了开发阿尔忒弥斯任务登月宇航服,2022年NASA授予公理太空公司(Axiom Space)一份研制新款月球宇航服合同,但实质工作进展缓慢,目前仍处在早期开发阶段。尤其设计上的挑战仍有需要投入大量时间。
比如,NASA原始设计并没有提供阿尔忒弥斯3号载人登月任务所需的最低60分钟的紧急生命支持能力,这导致Axiom公司要求重新设计宇航服的部分功能,推迟至少12至18个月交付工期。根据NASA评估,2026年中期之前不太可能交付登月宇航服。于是,这也造成阿尔忒弥斯3号发射时间不会早于2026年9月的原因之一。
即使太空发射系统SLS、猎户座载人飞船、登月宇航服都已经准备就绪,还有一个关键要素:载人登月器必须同期准备好。
作为NASA首选载人登月器,登月版星舰目前还处于早期雏形阶段。SpaceX星舰团队必须完成大量复杂的技术工作,才能实现Artemis III载人登月任务,包括关键技术:掌握在轨储存推进剂和舰对舰的加油能力。为了实现Artemis III载人登月任务,SpaceX采用一套复杂方案:需要发射多艘加油星舰,进行舰对舰加油,为登月星舰提供足够量的推进剂。这当中存在诸多潜在风险和技术难关,比如在轨加油技术难题、推进剂蒸发损耗问题、贮存舱燃料沸腾问题、短时间快速连续发射加油星舰能力……这些问题都极具考验,而且都需要大量测试和多次演示。
2021年美国政府问责局GAO曾指出,SpaceX为实现Artemis III载人登月任务,总共需要发射16次星舰。但随后马斯克发推反驳这一结论,他声称最多需要发射8次加油星舰,最少可能只需要4次,就能为登月星舰提供足量推进剂。那时候老马就已设定目标:每艘星舰运力最大值高达250吨。联想到他最近提到的第二代星舰,尽管没有透露更多信息,但很可能就是他在去年早些时候提到的加长版星舰概念,目的只有一个:最大化提升星舰运力。或许,最快2024年发射的星舰就会直逼甚至达到250吨。让星舰以最少的发射次数,高效实现在轨加油,进而直奔月球轨道。
这次NASA更新阿尔忒弥斯任务时间表的媒体发布会上,SpaceX运营与集成副总裁杰西卡·詹森(Jessica Jensen)在NASA局长Nelson追问下透露:登月版星舰为完成Artemis III载人登月任务,需要发射约10次星舰,可能或多或少。SpaceX计划2025年发射不载人的登月版星舰进行全程演示。
这位VP还透露星舰最近计划,SpaceX将在本月准备好进行星舰第三飞,但估计要等到2月份才能获得FAA发射许可。
在这次更新阿尔忒弥斯任务时间表的媒体发布会上,NASA高层还透露一些关键点。罗列如下:
作为月球轨道空间站的【深空门】两个关键组件:动力推进舱PPE、居住后勤舱HALO,原计划2025年发射,但随着阿尔忒弥斯系列任务推迟,也将注定推迟。新发射时间正在评估中。预计介于阿尔忒弥斯3号与4号之间,也就是2026年9月至2028年9月区间。
美国宇航局新任副局长吉姆·弗里(Jim Free)要求SpaceX、蓝色起源,作为载人登月器承包商开始着手开发货运版登月器,以便向月表运送大量物资。NASA目标是到2030年初步建成配备居住舱、科学舱的初代月球基地。
美国宇航局局长比尔·纳尔逊(Bill Nelson)重申美国重返月球与中国载人登月之间的竞争态势。「我真的不担心中国会在我们之前登月。我知道中国有一个非常激进的登月计划(中国目前时间表是2030年前载人登月)。而且他们希望在我们之前登月,因为那可能会给他们带来一些(公共关系)改变。但事实是,我认为他们做不到,他们宣布的时间表确实在不断提前。但具体到我们,还是会在2026年9月登月,那将是(自阿波罗登月以来) 的首次载人登月。」
来自国会议员的反应。美国众议院科学、空间与技术委员会高级成员Zoe Lofgren和Eric Sorensen联合发表声明:「虽然我们对今天公布阿尔忒弥斯任务推迟感到失望,但我们支持美国宇航局对安全的承诺……继续支持重返月球的目标。阿尔忒弥斯计划对我们国家具有极其重要的意义。这将激励下一代,加强我们航天行业和增强国际伙伴关系,并且展示最终将人类送上火星的能力。」
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