阿爾忒彌斯2號(hào)返航圓滿，NASA成功解決隔熱罩隱患

北京時(shí)間 4 月 11 日上午 8 點(diǎn)左右，阿爾忒彌斯 2 號(hào)（Artemis II）成功濺落在圣地亞哥海岸附近，結(jié)束了為期 10 天的飛行任務(wù)。

宇航員克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）、維克多·格洛弗（Victor Glover）、杰里米·漢森（Jeremy Hansen）以及指令長(zhǎng)里德·懷斯曼（Reid Wiseman）將陸續(xù)被營(yíng)救出艙。機(jī)組人員將在兩小時(shí)內(nèi)飛抵“約翰·P·默薩號(hào)”兩棲船塢運(yùn)輸艦，在那里接受任務(wù)后的首次全面醫(yī)療評(píng)估。

懷斯曼報(bào)告稱，四名船員身體狀況良好。“我們情況穩(wěn)定”。

事實(shí)上，在飛船平安歸來(lái)之前，外界曾對(duì)獵戶座飛船的隔熱罩捏了一把汗，NASA 也承認(rèn)，阿爾忒彌斯 2 號(hào)隔熱罩存在缺陷。隔熱罩是航天器底部的關(guān)鍵層，直接保護(hù)艙內(nèi)宇航員免受重返大氣層時(shí)約 5,000 華氏度高溫的侵蝕。一旦護(hù)盾失效，底層的金屬結(jié)構(gòu)將面臨熔化、破裂乃至解體的滅頂之災(zāi)。

阿爾忒彌斯 2 號(hào)沿用了 1 號(hào)任務(wù)的隔熱罩設(shè)計(jì)，其核心材料是源自阿波羅時(shí)代的 Avcoat。這種材料通過(guò)炭化和燒蝕來(lái)耗散巨大的熱能。2022 年阿爾忒彌斯 1 號(hào)返回后，調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)隔熱罩出現(xiàn)了意外開裂和成塊脫落。究其原因，是外層材料產(chǎn)生的氣體未能順暢排出，導(dǎo)致內(nèi)部壓力積聚。

盡管 NASA 已計(jì)劃在后續(xù)任務(wù)中采用透氣性更好的新型設(shè)計(jì)，但對(duì)于早已組裝完畢的阿爾忒彌斯 2 號(hào)，工程師們選擇了另一條方案：通過(guò)修改再入路徑來(lái)“以快避熱”。飛船縮短了原本如“打水漂”般的彈跳過(guò)程，以更陡的角度和更快的速度穿透大氣層，從而壓縮了暴露在極端熱應(yīng)力下的時(shí)間。

如今，阿爾忒彌斯 2 號(hào)安全濺落，這一大膽且精確的軌道修正最終被證明卓有成效。

在為期 10 天的繞月執(zhí)行階段，宇航員們完成了多項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。

飛行初期，機(jī)組在近地高橢圓軌道上演練了接近操作演示：通過(guò)手動(dòng)操控獵戶座飛船，與已分離的火箭芯級(jí)（ICPS）進(jìn)行受控接近與定點(diǎn)保持，實(shí)證了飛船在復(fù)雜交會(huì)對(duì)接環(huán)境下的機(jī)動(dòng)性能。隨后，隨著跨月注入（TLI）點(diǎn)火的順利實(shí)施，飛船正式脫離地球引力，向深空挺進(jìn)。

航行期間，任務(wù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了深空生存與科研實(shí)測(cè)。懷斯曼等人進(jìn)行手動(dòng)駕駛練習(xí)，以確保在極端故障下依然具備掌控飛船的能力。此外，機(jī)組密集開展了深空醫(yī)療應(yīng)急演練、輻射屏蔽實(shí)驗(yàn)及多項(xiàng)設(shè)備壓力測(cè)試。當(dāng)飛船掠過(guò)月球時(shí)，宇航員們對(duì)月球近側(cè)及遠(yuǎn)側(cè)的地質(zhì)特征、撞擊坑與熔巖流進(jìn)行了詳盡的人為觀測(cè)與影像記錄，并在飛越月背、經(jīng)歷通訊黑障的同時(shí)，親眼見(jiàn)證了“地出”與“地落”等絕美奇觀。

飛船飛掠月球時(shí)，最近距離月球表面約 6,500 公里，并創(chuàng)下了人類距離地球最遠(yuǎn)的紀(jì)錄，估計(jì)為 406,771公里，打破了 1970 年阿波羅 13 號(hào)任務(wù)創(chuàng)下的紀(jì)錄。飛船在飛掠月球背面時(shí)經(jīng)歷了約 40 分鐘的通信中斷，整個(gè)過(guò)程不僅測(cè)試了飛船在月球距離的通信能力，還為未來(lái)月球科學(xué)作業(yè)提供了寶貴的人類健康與觀測(cè)數(shù)據(jù)。

據(jù)美國(guó)宇航局稱，阿爾忒彌斯 2 號(hào)濺落后，他們將總共飛行 1,117,658 公里。作為參考，地球周長(zhǎng)約為 40,075 公里。這意味著宇航員的這次飛行相當(dāng)于繞地球表面飛行近 28 圈。

當(dāng)然，任務(wù)中也出現(xiàn)了一些技術(shù)小插曲。自發(fā)射升空以來(lái)，獵戶座的廁所就間歇性報(bào)告故障。

發(fā)射當(dāng)天，進(jìn)入軌道后不久，宇航員就報(bào)告尿液收集風(fēng)機(jī)控制器故障，出現(xiàn)閃爍故障燈，導(dǎo)致尿液無(wú)法正常分離。宇航員臨時(shí)使用備用應(yīng)急尿袋，在地面指導(dǎo)下數(shù)小時(shí)后修復(fù)；任務(wù)第 3 天，距地球約 32 萬(wàn)公里時(shí)，廢水排放管線發(fā)生冰堵，疑似尿液凍結(jié)，衛(wèi)生區(qū)出現(xiàn)短暫異味。地面團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)機(jī)組旋轉(zhuǎn)飛船姿態(tài)，利用陽(yáng)光加熱融冰，并輔助加熱器，最終成功清除堵塞，恢復(fù)正常排放。

整個(gè)飛行期間，固體廢物處理始終可用，廁所故障未影響宇航員健康或任務(wù)進(jìn)程。NASA 強(qiáng)調(diào)，這些小問(wèn)題正是本次深空測(cè)試的重要收獲，為未來(lái)長(zhǎng)期載人任務(wù)的廢物管理系統(tǒng)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)依據(jù)。

“致我們的繞月任務(wù)機(jī)組……聽(tīng)說(shuō)你們?cè)凇l(wèi)浴部門’遭遇了一些意料之外的‘顛簸’，我們深表同情，”Charmin 寫道，“但（腚）別擔(dān)心，我們已經(jīng)為各位凱旋準(zhǔn)備了一整年的 Charmin 紙巾，保準(zhǔn)讓你們下次‘發(fā)射’時(shí)能有個(gè)順滑的著陸。畢竟，每一輪‘明月’都值得享有舒心的排遣。”

阿爾忒彌斯 2 號(hào)成功濺落后，NASA 對(duì)后續(xù)任務(wù)架構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，以增加測(cè)試步驟并加快月球著陸節(jié)奏。目前規(guī)劃如下：阿爾忒彌斯 3 號(hào)（Artemis III） 定于 2027 年發(fā)射，將在近地軌道上測(cè)試獵戶座飛船與 SpaceX 和/或藍(lán)色起源的商業(yè)著陸器之間的集成操作。

阿爾忒彌斯 4 號(hào)（Artemis IV） 目標(biāo)為 2028 年初，將成為阿爾忒彌斯計(jì)劃的首次載人月球著陸，也是自阿波羅 17號(hào)以來(lái)人類首次重返月球表面。宇航員將進(jìn)入月球軌道后轉(zhuǎn)入著陸器，降落至月球南極附近，進(jìn)行為期約一周的表面活動(dòng)和科學(xué)考察，整個(gè)任務(wù)持續(xù)約 30 天。

阿爾忒彌斯 5 號(hào)（Artemis V） 計(jì)劃于 2028 年底發(fā)射，進(jìn)行第二次載人月球著陸，并啟動(dòng)月球基地的初步建設(shè)工作。此后，NASA 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)每年至少一次月球表面著陸，逐步建立可持續(xù)的月球存在，為“Moon to Mars”長(zhǎng)期目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

值得注意的是，在任務(wù)進(jìn)行期間及返回之際，白宮發(fā)布了 2027 財(cái)年預(yù)算提案，對(duì) NASA 整體預(yù)算提出大幅削減：從 2026 財(cái)年的約 244 億美元降至 188 億美元，削減 56 億美元，約 23%。

其中，科學(xué)任務(wù)預(yù)算被砍近一半，從 72.5 億美元降至 39 億美元，削減約 34 億美元，可能導(dǎo)致超過(guò) 40 個(gè)“低優(yōu)先級(jí)”項(xiàng)目終止，包括火星樣本返回任務(wù)等；國(guó)際空間站運(yùn)營(yíng)、空間技術(shù)以及教育與 STEM 項(xiàng)目也面臨顯著減少。

提案為阿爾忒彌斯探月計(jì)劃增加資金，從 78 億美元提升至 85 億美元，增長(zhǎng)近 10%，以支持載人登月、月球著陸器、航天服及月球基地相關(guān)工作。白宮強(qiáng)調(diào)優(yōu)先推進(jìn)人類重返月球并建立持續(xù)存在，但這一“優(yōu)先載人、壓縮科學(xué)”的方向引發(fā)航天界和科學(xué)界廣泛爭(zhēng)議。

去年類似的大幅削減提案已被國(guó)會(huì)否決，最終 NASA 獲得接近持平的資金。此次提案同樣被視為談判起點(diǎn)，最終結(jié)果仍取決于國(guó)會(huì)撥款進(jìn)程。