NASA月球基地计划延期:因预算削减,首批宇航员入驻推迟至2036年

一、技术难题

运载平台不成熟‌:

执行任务的“太空发射系统”(SLS)重型运载火箭、“猎户座”飞船和月球着陆器都存在大量技术问题。

SLS火箭多次因为燃料泄漏而推迟发射。

“猎户座”飞船暴露出逃生系统和隔热罩的可靠性问题。

月球着陆器进度滞后‌:

月球着陆器由SpaceX的“星舰”超重型火箭的第二级“星舰”飞船改装而来,但“星舰”超重型火箭的研制进度远远落后于预期。

月球着陆器需要非常可靠的月面着陆和起飞能力,其热防护系统、发动机可靠性、海上回收技术等都远未成熟。

实现稳定、可重复的发射和回收是完成载人登月任务的重要前提,但目前这一目标尚未实现。

在轨加油技术瓶颈‌:

月球着陆器需要将大量货物和宇航员送上月球表面,并支持长期驻留。但没有任何一枚火箭有能力将这样一个满载燃料的巨型着陆器从地球表面直接送入月球轨道。

SpaceX提出的方案是首先发射十几艘或更多满载燃料的“星舰”飞船作为近地轨道上的燃料库,在轨为月球着陆器补充前往月球的燃料。但大规模低温推进剂在轨转移和储存技术从未在实践中验证过,这是该计划面临的最大技术瓶颈。

新一代登月宇航服制造滞后‌:

新一代登月宇航服需要保障宇航员在月球表面进行更复杂、更长时间的科学考察和资源勘探活动。

月球环境尤其是“阿尔忒弥斯3”号计划降落的月球南极地区地形复杂、光照变化大、昼夜温差大,对宇航服的机动性、热防护、生命保障系统等都提出了远超近地轨道任务的要求。

尽管“公理太空”公司正依托NASA以前的大部分数据和经验来开发新的宇航服,但在满足“60分钟的紧急生命支持能力”方面仍有“大量工作需要完成”,宇航服仍处于“开发的早期阶段”。

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二、项目复杂性

奔月方案复杂‌:

与当年“阿波罗”登月计划由“土星五号”重型火箭直接将“阿波罗”飞船送入地月转移轨道的“直接发射”模式相比,“阿尔忒弥斯”计划的奔月方案相当复杂。

搭载4名宇航员的新一代“猎户座”载人飞船与月球着陆器分两次发射,各自前往绕月轨道,并完成在轨对接。

与“猎户座”飞船分离后,月球着陆器搭载2名宇航员在月球表面软着陆,开始为期一周左右的月面考察。另外2名宇航员留在“猎户座”飞船中,继续环月飞行。

完成登月任务后,2名宇航员再搭乘着陆器的上升级重新返回绕月轨道,与“猎户座”飞船对接。最终宇航员全部转移到飞船后,飞船抛弃着陆器上升级,执行重返地球任务。

长期驻留机制挑战‌:

“阿尔忒弥斯”任务更宏大的目标是在月球建立长期驻留机制。这需要解决能源供应、生命保障、环境控制等多方面的问题。

NASA计划在月球南极地区建立基地,但这些地区靠近永久阴影的陨石坑,环境恶劣,对基地的建设和运营提出了极高的要求。

三、资金与预算问题

预算分配与调整‌:

NASA在2023财年获得了有史以来最大的财年预算(约260亿美元),比2022年的拨款高出约8%。但其中大部分预算用于“阿尔忒弥斯”登月计划的其他方面,如深空探索、新型载人飞船和太空发射系统的开发等。

月球着陆器的开发预算相对较少,且NASA去年曾向国会申请34亿美元用于资助月球着陆器的开发,但只收到了8.5亿美元。这导致了蓝色起源与NASA之间长达数月的诉讼,虽然NASA最终胜诉,但资金问题仍然存在。

成本超支与进度压力‌:

“阿尔忒弥斯”计划的整体成本可能远超初始预算。NASA局长吉姆·布里登斯廷曾表示,在未来5年时间里,NASA需要200亿-300亿美元的资金把梦想变成现实。但实际成本可能更高。

成本超支和进度压力可能导致NASA在项目实施过程中不得不进行权衡和取舍,甚至可能推迟某些任务的实施。


预算削减对NASA月球基地计划影响多大?

一、关键项目取消与调整

月球门户空间站取消‌:原计划部署在绕月轨道的空间平台,用于支撑长期登月任务和深空探测,因资金超支和进度缓慢成为被砍的首要目标。这一决定直接打乱了美国的月球探索计划,影响后续登月任务的中转和补给。

SLS重型火箭与猎户座飞船退役‌:这两个项目从奥巴马时期拖延至今,不断延期、追加预算,但始终未能完成实用化发射。预算削减后,美国政府决定在完成"阿尔忒弥斯3号"载人登月任务后,停止采购这两者,转而寻求成本更低效益更高的载人月球运输系统。这一调整意味着美国将失去自主载人航天能力,彻底沦为商业航天企业的"客户"。

火星样本返回任务终止‌:该项目原计划将"毅力号"火星车在火星表面采集的岩石和土壤样本运回地球,供科学家进行深入分析。但由于预算严重超支(从最初估计的约30亿美元攀升至高达110亿美元),被建议推迟至未来的载人火星任务中完成,实际上等同于终止当前的机器人取样返回计划。

二、技术发展停滞与风险增加

在轨加油技术瓶颈‌:月球着陆器需要将大量货物和宇航员送上月球表面,并支持长期驻留。但大规模低温推进剂在轨转移和储存技术从未在实践中验证过,这是该计划面临的最大技术瓶颈。预算削减后,相关研发资金减少,技术突破难度增加。

新一代登月宇航服制造滞后‌:新一代登月宇航服需要保障宇航员在月球表面进行更复杂、更长时间的科学考察和资源勘探活动。但尽管"公理太空"公司正依托NASA以前的大部分数据和经验来开发新的宇航服,在满足"60分钟的紧急生命支持能力"方面仍有"大量工作需要完成",宇航服仍处于"开发的早期阶段"。预算削减可能进一步延缓其研发进度。

SpaceX星舰表现不确定性‌:美国计划用SpaceX的"星舰"超重型火箭的第二级"星舰"飞船改装成月球着陆器。但"星舰"从2023年到2025年7月已经炸了9次,最近一次测试虽火箭成功上天,但分离阶段出了岔子,最后启动自毁程序。美国国家航空航天局自己也承认,月球着陆器最早可能要2028年才能搞定,且这还是在"最理想情况"下。有内部报告称"星舰"的发动机可靠性、燃料储存技术都未过关,2028年能成功的概率不到50%。

三、时间窗口错失与国际合作受挫

重返月球时间推迟‌:美国重返月球计划中的关键项目进度屡屡推迟。以"阿尔忒弥斯"计划为例,最初喊出2024年重返月球的目标,后来不断延期。首次无人测试任务"阿尔忒弥斯1号"推迟3次,直到2022年11月才得以实施;原定2023年的载人绕月任务"阿尔忒弥斯2号",因飞船问题拖到2024年,如今又传出可能要等到2025年;最关键的登月任务"阿尔忒弥斯3号",原计划2025年进行,后改到2027年,如今看来2029年能否实现都充满变数。

国际合作项目受损‌:"门户"月球轨道空间站由美国与欧洲、日本、加拿大、阿联酋合作建设,旨在成为地球低轨之外的第一个载人空间站,用作登月任务和未来火星任务的中转站。美国通过拉拢盟友,更将其视为与中国主导的国际月球科研站竞争的关键国际合作项目。但预算削减后,该项目被取消,此前为之投以重金的其他国家将损失惨重,可能引发欧洲、日本等伙伴国不满,削弱美国在太空规则制定中的话语权。

四、人才流失与竞争力削弱

人才流失‌:预算缩水会导致相关科研项目减少、岗位需求降低,美国科学家和研究人员可能因缺乏资金支持和发展机会而流失,对美国航天人才储备造成长期损害。

竞争力削弱‌:削减相关预算会使美国在航天材料、推进系统、太空探测技术等方面的研发进度放慢,影响未来航天器的性能提升和成本降低,削弱美国航天竞争力。