一文看懂美国“重返月球”计划

原创：牧夫天文

作者：杨伯顺

校对：郭皓存 王婧彧 王茸 牧夫校对组

美编：杨欢

背景：从“阿波罗”计划到“重返月球”

自从1972年阿波罗17号宇航员留下最后一个足印之后，人类便再也未曾踏足月球。一代代美国领袖口中呼喊的“重返月球”，多数时候不过是一个幌子，刺激着一代代美国选民。几十年过去了广寒宫上依然不见人影，以至于时常有人会怀疑“阿波罗”计划是否只是一个弥天大谎。

“重返月球”想象图 

实际上要拍摄这张照片的话，来自太阳的强光会使得地球过曝。在地球上是月明星稀，在月球上也会“地”明星稀。

Credit:NASA

尽管如此，探索者们的一举一动都依然牵动着心怀宇宙者的神经。随着新一代太空探索热潮的到来，美国作为人类太空探索的领头羊，似乎又将搞出一波大动作：川普总统接连签署四张太空政策总统令，提出重返月球、商业合作、规整太空运输，以及建立太空军事力量等计划。

一令出而千军动，NASA随即提出了 “NextSTEP”(Next
Space Technologies for Exploration
Partnerships)计划，呼吁美国境内各太空企业巨头以及世界其他组织集合全球尖端科技智慧，重新返回月球，进而探索火星。美国宇航局局长称：这是一个宏伟的计划，且与“阿波罗”计划性质悬殊——此举并非为了数十万里迢迢奔赴月球插上几面小旗子宣扬一番国威，而有着更远的目标：建立月球永久基地，为远征火星奠基。

且不论此计划之前途如何，小编只与各位看官将其内容一一道来，也让诸位明眼人有个较全面的认识。而非像个别人看一些零散报道，曰某某火箭升空，某某空间站建立，即高呼牛逼，其实尚不知其首尾何在。愿诸位以冷眼观之，平常心待之，理性分析之，多闻而后评之，热爱而始终之。

人类曾登上月球，这点毋庸置疑。但为何几十年间从未有人再次踏足？一是成本过大，月球一片荒芜，无利可图；二是国际形势变化，和平与发展的国际环境使得太空竞争失去了动力；三是美国历届总统政策变化如走马灯，频繁改变宇航局任务，夭折了一个又一个太空计划。

但2008-2009年间，人类在月球两极发现有储量丰富的水冰，这意味着人类有希望利用冰来获取水、氧气与氢气能源，进而发展月球基地进行自给。全球范围内的登月潮似乎再次涌动起来。2017年12月11日，美国总统特朗普签署1号太空政策总统令，号召美国重返月球。

特色：商业航天

2019年2月14日，NASA举行月球探索计划企业论坛，发布了其未来登月以及与众巨头合作的计划。NASA通过“宇航局公告”(Broad
Agency
Announcement)应征月球着陆器、太空燃料补给系统和转运飞船的设计概念，截止提交日期为3月25日。在7月之前，NASA将公布那些优秀的入选者，签署合同，授予900万美元资助资金。同时，将进入为期半年的初步研究阶段，然后根据进展选择至少两家公司进行实体建造试验，他们将获得数亿美元的资助。

美国商业航天公司为何如此牛逼？主要原因在于美国政府的扶持。在小布什任期内，美国宣布NASA退出近地空间，全面让步给商业航天。他任期内，美国的商业航天开始全面崛起，后来大名鼎鼎的Space-X，Bigelow，Blue

Origin大都于此时起步。而在奥巴马任期内，经过全面扶持，Space-X迅速成长为可以对抗任何国家发射市场的公司。美国商业航天公司已经发展得如火如荼，在近地领域成长迅速；甚至今年将要使用商业飞船（Space-X的Crew
Dragon）载人进入国际空间站。NASA的下一步是希望这些公司走得更远一些，走向月球、火星，通过市场竞争进一步刺激科技进步，降低探索太空的成本。

NASA与9家美国航天公司代表人

Credit:NASA

而在这次美国重返月球计划中，商业公司将发挥重要力量。NASA在2018年11月和9家公司签署了月球运输的外包服务“CLPS”(Commercial
Lunar Payload
Services)，直译为“月球载荷商业服务”，可以理解为月球快递外包服务。“快递”运载的物品大致包括科学探索仪器、资源勘探装置，以及人类基地建设物资等。

关键：“深空门户”（Gateway）空间站

话不多说，直接上图。

“深空门户”设想图

Credit：NASA

与国际空间站不同，“深空门户”(Gateway)是小型月球轨道空间站；国际空间站有11个舱，差不多一个足球场大小，而“深空门户”则小得多，只有一间录音室那么大。（详见上图右下角对比，白色为“深空门户”，灰色为国际空间站）它的组成部分包括宇航员生活舱、实验场所、物资运输舱、对接口等。“深空门户”不仅是宇航员探索月球的基地，还是进一步远征火星的中转站。宇航员在前往至少五个月航程的火星之前，可以利用该空间站适应远离地球的微重力生活。

那么为何不直接到达月球，而要费事建造月球轨道空间站呢？NASA实际上是希望宇航员能够来往于空间站与月球表面，不必返回地球也能得到食物、氧气等补给。在宇航员执行任务的几个月中，可以利用空间站实现月球上相距较远的不同区域间的穿行，完成更多的探索任务。

NASA计划于2022年借助商业飞船发射“深空门户”的A组件（推进装置）。在轨道完成测试之后，NASA将使用SLS（“太空发射系统”）与“猎户座”飞船发射其B组件与C组件。全部组件计划于2026年基本组装完成。

步骤：三步走

建造人类登月系统1

Credit：NASA

第一步，2024年进行第一次演示任务，着陆器只包含登陆舱，从“深空门户”出发降落月球表面。同时，使用SLS与“猎户座”飞船将“深空门户”的ESPRIT舱与通用舱组件运输到其轨道，完成对接。

建造人类登月系统2

Credit：NASA

第二步，2026年进行第二次演示任务，月球上升舱、登陆舱、转运舱由三次发射任务送到“深空门户”。转运舱先将着陆器（包括上升舱与登陆舱）运送到近月轨道，然后着陆器着陆开展探测任务，任务结束后上升舱独自返回“深空门户”。

建造人类登月系统3

Credit：NASA

第三步，在2028年，发射新的月球登陆舱到“深空门户”，与上升舱、转运舱集合。同时，4名宇航员也抵达“深空门户”，之后乘着陆器登陆月球，并在月球上停留7天，再返回空间站。

展望：可行否？

NASA获得的经费占据联邦总预算百分比 

显而易见，“阿波罗”计划(1961~1972)耗费巨大，其总花费大致相当于现在的1200亿美元，而如今NASA全年所有项目总经费也不过200亿美元左右。

Credit：Wikipedia

毫无疑问这是一个宏伟的计划，而且在全球登月浪潮与国际/商业合作背景下显得更加可信，但我们依然不能被计划鼓吹者的言辞冲昏头脑。我们需要保持冷静并且问一句：这个计划真的可以如期实现吗？

一些深空探索业内人士并不看好，认为20年内NASA不可能重返月球。当然最大原因还是钱的问题。据我们所知，NASA未来几年的预算一直波动不大，每年不超过200亿美元，用于重返月球项目的经费变化也不会很大，这与当年“阿波罗”计划所受待遇是完全不同的。所以就经费而言，“重返月球”似乎遥遥无期。而且未来川普总统卸任之后，安知其继任者会不会针对他部署的重返月球计划开刀呢？

但就NASA所宣称的看，探月之所以成本昂贵，在于一次次的物资补给耗费巨大。所以执行长期深空任务，做到利用身边的资源自给，就可以使成本大大降低，最常见的便是利用太阳能发电。未来的宇航员将能够利用太空中的资源，产生水，制造氧气、氢气，种植植物，建造房屋等，而这些会使在月球长期逗留更加可能。

另外，NASA如今的“商业外包”模式，应该也能一定程度地带来经济上的效益，降低登月成本。充分利用市场的力量，这是美国太空政策的高明之处。即便没有NASA，也有着其他公司计划发展月球基地。Blue
Origin（蓝色起源）总裁同时也是亚马逊总裁的贝佐斯提出了一项计划，利用Blue Origin研制的“新格伦”(New
Glenn)火箭系统建造第一座月球基地；而马斯克甚至会在其之前进行一次商业月球旅行。（当然，相比月球，马斯克对火星更有兴趣。）

看来未来充满着诸多变数，实在不是才智平平的小编能够猜测的，只好交给时间吧！

【参考文献】

1. Mike Wall. Space.com. Trump Signs Directive to Create a Military Space Force

https://www.space.com/president-trump-space-force-directive.html?utm_source=notification

2. Mike Wall. Space.com. Moon Rush: NASA Wants Commercial Lunar Delivery Services to Start This Year

https://www.space.com/nasa-land-robot-moon-2019.html

3. NASA. Q&A: NASA’s New Spaceship

https://www.nasa.gov/feature/questions-nasas-new-spaceship

4. 莫什尔&布鲁克. 漫步宇宙. 40多年过去了，人类为何没有重返月球？听听宇航员怎么说 

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4OTQ0MjI4OA==&mid=2649221758&idx=1&sn=1be7b09651c3a5c558a0fcec063a3fe3&chksm=880998e1bf7e11f7b064c8754ca609f4f6fcfee011cfb98b137309dfefc075dd238d061d9a0b&mpshare=1&scene=1&srcid=0305UY1vn1TDQn6oZvlysbzI#rd

5. HeyFine. 超前沿科技. NASA要重返月球？

https://mp.weixin.qq.com/s/4t5DxGJN9gIcnaHLGhPPNA

6. 太空精酿. 知乎. 如何看待唐纳德·特朗普决定重返月球并且最终登陆火星？

https://www.zhihu.com/question/263946872/answer/277187378

7. 程亦之. 知乎. NASA重返月球亮出26亿大单，9家竞争者，果然没有SpaceX

https://zhuanlan.zhihu.com/p/51283311?utm_medium=social&utm_source=wechat_session

 『天文时刻』 牧夫出品 

微信号：astronomycn

月面撞击

Petr Horálek