高风险轨道:Artemis II 如何在不着陆的情况下重新定义月球领导地位
随着卡纳维拉尔角进入最后的发射倒计时序列,全世界的目光都聚焦在一根 322 英尺高的橙白相间的支柱上:空间发射系统 (SLS)。计划于 2026 年 2 月 8 日这一经修订的窗口期发射的 Artemis II 任务,其意义远不止是一次高空试飞。虽然该任务的剖面并不包括月球着陆,但它的成功将标志着“第二次登月竞赛”的决定性转变。正如科学分析师 Amcen West 在为 Space Daily 撰文时所指出的,这次任务代表了一个“地缘政治的转折时刻”,胜利的标准不在于留下的足迹,而在于技术和行动主导地位的叙事。通过将四名宇航员——Reid Wiseman、Victor Glover、Christina Koch 和 Jeremy Hansen——送往月球背面,NASA 旨在为新一代人夺回深空叙事的主动权。
此次任务的主要目标是验证 Orion 飞船的生命维持系统以及 SLS 在载人环境下的性能。然而,围绕这次飞行的研发背景表明了一个更广泛的战略目标。自 1972 年人类最后一次离开月球邻域以来,进行深空过境所需的能力在很大程度上一直停留在理论层面或局限于机器人探测器。Artemis II 是 21 世纪载人级航空电子设备、屏蔽技术和推进系统在严酷的地月空间环境中的首次实证测试。在一个中国正积极追求其 2030 年登月目标的时代,2026 年由美国领导的机组人员绕月飞行的可见度,创造了一种技术细节难以轻易取代的领导地位感知。
Artemis II 自由返回轨道的物理学
这次任务在机械结构上的优雅依赖于混合自由返回轨道。这一特定的飞行路径是轨道力学的杰作,旨在最大程度提高安全性的同时确保机组人员到达月球邻域。在近地轨道进行为期 24 小时的初步检查以确保所有系统运行正常后,Orion 飞船将执行地月转移轨道射入 (TLI) 点火。这一机动将推动飞船向月球进发,届时它将利用地球重力在约 6,513 公里(4,047 英里)的高度“甩”过月球背面。Artemis II 自由返回轨道的精妙之处在于,它利用月球自身的引力自然地将飞船弹回地球。这确保了即使在 TLI 点火后推进系统完全失效的情况下,物理定律也将引导机组人员回家,无需进一步的发动机干预。
与主动进入月球轨道相比,这种方法提供了显著的安全余量,因为前者需要复杂的点火来进入和离开月球轨道。对于首次载人任务,自由返回路径将“故障点”降至最低,同时允许机组人员测试深空通信和导航。由欧洲航天局提供的 Orion 服务舱将在为期 10 天的旅程中负责必要的轨道修正机动。这一任务剖面作为验证从近地轨道 (LEO) 向地月空间过渡的关键方法,测试了 21 世纪的生命维持系统如何应对从地球保护性磁场进入真实深空环境的转变。
在深空打破阿波罗 13 号的纪录
这次任务最深远的心理和技术里程碑之一是其预定的离地距离。Artemis II 将带领其机组人员前往比历史上任何载人任务都更远离家园的地方。虽然阿波罗 13 号由于其特定的紧急中止轨道,目前保持着 400,171 公里的纪录,但 Orion 的计划飞行路径将深入月球背面的外缘。通过达到这些“最远点”,NASA 不仅仅是在打破纪录,它还在展示在远离地球救援范围之外运行的能力,这是未来火星探测的先决条件。
力量与精度:SLS 对阵土星 5 号
在原始起飞能力方面,关于阿波罗是否比 Artemis 更强大的争论一直是航空航天史学家讨论的热点。20 世纪 60 年代的土星 5 号 (Saturn V) 火箭在送往月球的原始有效载荷能力方面仍然更强,能够运送大约 43.5 吨,而目前的 SLS Block 1 为 27 吨。然而,SLS 是为一种不同的任务而设计的:对月球南极进行可持续的、精准目标的探测。虽然土星 5 号是中世纪工程学的奇迹,但 SLS 使用了更先进的固体火箭助推器和现代 RS-25 发动机,提供了更高的比冲 (ISP) 和更精确的轨道控制。正是这种精度使得 Artemis II 能够以比其前辈更小的误差余量执行其复杂的自由返回路径。
认知之战:软实力与全球声望
Artemis II 的地缘政治影响与工程成就同样重大。正如 Amcen West 所指出的,太空成就很少纯粹根据技术功绩来评判,而是根据可见度和时机来评判。20 26 年初成功的飞越将在中国预计发射其首次载人任务的数年前,重新确立美国在月球的显著存在。这种“认知契机”是软实力的重要工具。对于全球观众来说,由包括第一位女性、第一位有色人种以及第一位离开地球轨道的国际合作伙伴(加拿大)在内的机组人员传回的月球背面高清广播,创造了一个包容性、民主太空领导地位的强大叙事。
历史背景支持这一理论。1968 年,阿波罗 8 号任务并没有登上月球,但其“地升”照片和平安夜广播可以说比后来的许多着陆任务更具标志性。阿波罗 8 号改变了全球对冷战太空竞赛的看法,标志着美国已经掌握了主动权。Artemis II 占据了类似的战略地位。它通过证明美国拥有维持深空存在所需的运行基础设施——发射、通信和回收,从而对竞争对手起到威慑作用,即使“足迹”要推迟到随后的 Artemis III 任务。
中国的稳扎稳打对比美国的可见度
中国的太空领导层继续将其目标框架化为有条不紊的国家发展计划的一部分,目标是 2030 年着陆。他们的架构利用两次独立的长征十号发射在月球轨道会合,这在工程上是合理的,但缺乏像 SLS 这样超重型发射的独特“壮观感”。如果 Artemis II 取得成功,中国将面临在他们投入数十年时间才到达的目的地成为“第二名”的风险。这在他们的民族复兴叙事中创造了一个弱点。虽然北京官方否认正在进行竞赛,但 2026 年美国领导的机组人员绕月飞行的象征性权重将被国际社会所感知,并可能影响哪些国家选择加入《阿耳忒弥斯协定》(Artemis Accords) 而非中国的国际月球科研站 (ILRS)。
管理深空探测的风险
尽管有战略利益,但这次任务带有五十多年来人类未曾面对过的固有风险。其中最主要的是辐射暴露。Artemis II 将是首个使用现代屏蔽技术穿越范艾伦辐射带的载人任务。在辐射带之外,机组人员容易受到太阳粒子事件和银河宇宙射线的影响。Orion 飞船在下层舱配备了一个专门的“风暴避难所”,在太阳耀斑期间,机组人员可以撤退到那里,利用飞船的供水和设备作为额外质量来阻挡高能粒子。测试这些对策对于计划中的月球门户 (Gateway) 空间站以及最终的火星长期任务至关重要。
此外,为期 10 天的持续时间是对 Orion 环境控制与生命维持系统 (ECLSS) 的严峻考验。与可以在数小时内补充物资的国际空间站不同,在深空发生故障需要机组人员完全依赖船上的应急措施。这次任务将在高辐射、微重力环境下对二氧化碳去除系统、氧气生成和水管理进行压力测试。根据 NASA 的任务剖面,机组人员还将在到达轨道后不久进行近距离操作,利用废弃的集成低温推进级 (ICPS) 作为目标,测试飞船的操控和手动驾驶能力。这些“详细测试目标”是构建 Artemis III 和 IV 更复杂对接机动的基石。
“模糊”终点线的影响
当我们展望这十年的终点时,“赢得”登月竞赛的定义可能会变得越来越模糊。如果 NASA 在 2026 年完成 Artemis II 并在 2028 年完成着陆,而中国紧随其后在 2030 年着陆,两国都将声称获胜。美国将指称其在 21 世纪保持领先;中国将把新时代的首次着陆视为成功的真正标志。然而,这次任务为基础设施的长期竞争奠定了基础。真正的胜利不属于第一个触摸尘埃的国家,而属于建立可持续存在的国家,包括门户空间站和月球基地营。
归根结底,Artemis II 的意义在于其作为叙事基石的作用。它将月球从一个机器人探测目的地重新转变为人类的目的地。这次任务证明了探索深空的技术和政治意志已经复苏。随着 SLS 向其 2 月的发射窗口迈进,其赌注远超 Orion 的隔热罩或自由返回轨道的推进方程。这次任务是在断言,月球邻域不再是 20 世纪遥远的回忆,而是 21 世纪活跃的前沿。对于 NASA 及其国际合作伙伴而言,绕月飞行是赢得一场将定义人类历史未来五十年的认知之战的第一步。
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