阿波罗17号的一名宇航员在月球表面站在他的月球车旁边

自1972年阿波罗计划结束以来,美国宇航局就没有开发过月球着陆器。来源:美国国家航空航天局/ Getty

在将人类送上月球50年后,美国宇航局的任务是在2024年之前完成这一壮举,这是美国总统唐纳德·特朗普团队设定的雄心勃勃的最后期限。但目前尚不清楚,美国宇航局将如何克服一些艰巨的技术、政治和财务挑战,在短短四年半时间内实现登月。

位于密苏里州圣路易斯的行星科学研究所的月球科学家瑞安·沃特金斯说:“如果这些碎片以正确的方式组合在一起,他们就能成功。”“但他们必须走到一起。”

美国宇航局的领导人尚未就如何推进登月计划做出关键决定。这项计划以阿波罗的孪生姐妹阿耳特弥斯命名。该机构还没有准备好将人类送入深空的火箭,自1972年阿波罗计划结束以来,它也没有开发过月球着陆器。此外,国会控制着NASA的预算,似乎对为月球任务买单越来越不感兴趣。

就在美国国家航空航天局(NASA)努力实现其雄心勃勃的目标之际,中国正在稳步推进在2030年代中期实现宇航员登月的计划。在过去的十年里,中国已经发射了一系列无人登月任务,今年1月,嫦娥四号探测器成为全球首个登陆月球背面的航天器。中国官员表示,接下来还将有四个机器人任务,首先是嫦娥五号,最早可能在12月发射,带回月球岩石和土壤。月球研究人员预计,这些任务将进行科学实验,并为未来的月球基地奠定基础。

伦敦空间政策与法律研究所(London Institute of Space Policy and Law)研究员克里斯托弗·贝施(Christoph Beischl)表示:“在未来的一二十年里,我们肯定会看到中国宇航员登月。”

现成的帮助

美国国家航空航天局正在打赌,商业合作伙伴可以通过接管阿波罗时代处理的一些关键任务来帮助它再次登月。其中包括向月球表面进行科学和技术实验,为最终的载人任务奠定基础。今年5月,美国宇航局宣布已与三家公司签署合同,每家公司将用小型机器人着陆器向月球运送多达14项实验。

其中一家公司,新泽西州爱迪生的超越轨道公司(Orbit Beyond)计划最早在2020年第三季度向月球上的雨海熔岩平原发射着陆器。Orbit Beyond的首席科学长莫尔斯(Jon Morse) 6月份在科罗拉多州戈尔登(Golden)举行的一次空间资源会议上说,探测器将携带NASA的仪器,其中一个仪器可以监测宇航员可能受到的宇宙辐射水平。此前,辐射监测实验已经前往月球,其中包括由嫦娥四号进行的实验。

向南倾斜的雨海和月球表面的哥白尼陨石坑

雨海平原将成为NASA测量辐射暴露的实验地点。图源:时代生命/美国宇航局/盖蒂

在接下来的几年里,NASA设想私人公司将继续发射月球探测器,这些探测器将变得越来越复杂。这些任务可能最终会在机器人任务中收集月球岩石,并为载人任务侦察着陆点。

与此同时,该机构计划继续开发重型火箭和猎户座太空舱,将宇航员送入深空。这枚火箭和猎户座火箭的用途都是从美国宇航局一直致力于将宇航员送往小行星和后来的火星的早期版本中重新设计的。火箭-太空舱组合的首次无人测试计划不早于2020年中期,首次载人测试不早于2022年。

坚持着陆

NASA试图重返月球的最大挑战可能是获得一个大型着陆器,在重型火箭上与猎户座一起发射后,可以将宇航员一路送到月球表面。商业公司在纸上设计了这样的着陆器;其中包括亿万富翁杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)创办的火箭公司蓝色起源(Blue Origin)的“蓝月亮”(Blue Moon)飞船,以及科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)的一艘飞船,该飞船将基于2008年登陆火星的凤凰号着陆器。但这些都没有被建造、测试或在太空飞行过。

同样不确定的是“门户”的最终设计,这是一个月球轨道前哨,美国宇航局设想阿耳特弥斯将把它用作月球表面的对接站和垫脚石。它也是NASA一个废弃项目的遗留物,最初以一种更复杂的形式提出,作为2013年计划的一部分,让宇航员在近地小行星附近盘旋并研究。

今年5月,该机构宣布计划从科罗拉多州威斯敏斯特的Maxar Technologies公司购买前哨基地的第一部分,即一艘提供动力和推进的航天器。但是网关的其余部分将从哪里来,以及它将有多复杂,都是未知的。

该机构只公布了关于无人登陆器、载人飞行和门户将如何协同工作,以及如何在未来四年半内完成这些工作的概念性细节。NASA科学部门负责人托马斯•祖布臣(Thomas Zurbuchen)表示,要实现这一目标,“需要每个人都以高速工作——而多个利益相关者控制着这一速度”。“人们可以想象到的失败模式有很多。”

“蓝月亮”号登月舱揭幕

包括蓝色起源在内的公司已经设计了月球着陆器,但还没有人在太空中飞行过。图源:Mark Wilson/Getty

脚踏实地

控制NASA预算的国会对此反应冷淡。6月25日,民主党控制的众议院批准了NASA的2020年支出法案,该法案忽视了阿尔忒弥斯的请求。共和党控制的参议院尚未对NASA提出的2020年预算采取行动,包括该机构对阿尔忒弥斯的资金请求。

与国会在资金问题上的旷日持久的斗争,帮助扼杀了特朗普的前任们两次重返月球的尝试。乔治·h·w·布什1989年提出的一项计划从未赢得国会的支持。乔治·w·布什2004年宣布的月球计划,在2010年被巴拉克·奥巴马取消——但在此之前,它启动了特朗普现在想要使用的重型火箭的开发。

特朗普在2017年首次提出将宇航员送上月球,几个月后,美国宇航局表示将在2028年实现这一目标。但今年早些时候,特朗普政府将阿尔忒弥斯的最后期限提前到了2024年。美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷表示,这是为了限制政客们在这个问题上争论的时间。如果特朗普再次当选,他的任期将持续到2025年1月,这意味着理论上在他的任期内可以实现登月。

华盛顿特区史密森尼国家航空航天博物馆的策展人、太空历史学家提塞尔·缪尔-哈莫尼说,到目前为止,关于阿耳特弥斯号的几乎所有东西都与阿波罗号不同。1961年,约翰·f·肯尼迪(John F. Kennedy)总统呼吁登月,以突显美国作为全球超级大国的地位,国会两院从一开始就支持这一目标。

她说:“这类项目极其昂贵,而且依赖于政治意愿,两党都对阿波罗计划表示支持和兴趣。”特朗普能否获得这种程度的支持“对阿耳特弥斯的结果至关重要”。

与此同时,中国在载人登月方面面临着不同的障碍。它已经将宇航员送往近地轨道的空间实验室,并计划这样做在2022年完成一个空间站但没有将人运送到更远的地方的经验,这需要更先进的航天器和着陆技术。Beischl说,该国最大的挑战可能是开发一种能够胜任这项工作的火箭。“其他一切,你都可以在已有的基础上继续发展。”