11月30日,GAO(美国国家审计署)在官网发布最新审计报告,对美国重返月球的阿尔忒弥斯计划审计表明,该任务不可能在2027年前完成,多项工作已经严重滞后,特别是月球着陆系统以及宇航服上的进度难以确定,但令人忧虑的是中国载人登月计划也在加紧进行,中美两家将被迫进入二十一世纪的载人登月竞赛。

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美国家审计: 重返月球推迟,进度难以确定

日前中国官宣2030年前完成载人登月计划已经立项,然而凑巧的是GAO(美国国际审计署)也发出了阿尔忒弥斯计划的审计报告,任务已经不可能按计划完成,NASA正在制定新的时间表,但很可能无法避免与中国航天竞赛载人登月。

GAO审计:两个严重问题拖累了阿尔忒弥斯计划的进度

GAO在文中表示,阿尔忒弥斯计划是美国自阿波罗17号登陆月球后再一次返回月球的伟大计划,目前该计划已经完成了阿尔忒弥斯计划I,也就是太空发射系统(SLS火箭)将载着测试载荷(机器人)的猎户座飞船发射到了月球轨道并返回地球,基本完成了第一阶段。

第一阶段

GAO表示并没有指出第二阶段会遭遇什么障碍,因为第二阶段是太空发射系统是带着真人宇航员去月球轨道拐一圈,这个任务完成应该没啥问题,目前阿尔忒弥斯计划中完成度最高的就是太空发射系统与猎户座飞船,想必带着真人宇航员去月球轨道只是NASA敢不敢的问题,而非技术上存在障碍。

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但GAO认为第三阶段可能存在很大的问题,因为GAO审计后发现,截至2023年9月,载人着陆系统中的13个关键部件中有8个已经至少延迟了6个月。其中两项已推迟到2025年,这表示该计划已经不可能在当年完成。

这个所谓的“载人着陆系统”就是SpaceX的星舰月球版,因为阿尔忒弥斯计划与过去的阿波罗登月计划不一样,而是由几个大的子系统组成:

  • 太空发射系统:SLS火箭;
  • 月球空间站系统:月球门户;
  • 月球登陆飞船:星舰月球版;

过程按阿尔忒弥斯计划III来描述,太空发射系统将猎户座飞船送到月球轨道,与SpaceX发射到月球轨道的星舰月球版对接,宇航员转移到星舰上执行登月任务,从月面返回后再转移到猎户座飞船,再返回地球。

星舰月球版与再入返回版有些差别,首先这是专门登月设计的,没有绝热瓦,不能返回地球,但可以在执行完登月任务后继续留在月球轨道上等待下一次任务,所以NASA有意将阿尔忒弥斯计划打造成为定期航班,以此为噱头,NASA已经拉拢了30多个国家参加该计划。

即使星舰月球版在推迟后顺利首飞,NASA也面临“天价账单”,因为星舰月球版设计几乎相当于小半个空间站,体积与重量都非常大,发射后只能“停泊”在地球轨道上,要想从地球飞向月球还得发射8~10次同等级的星舰到近地轨道为其加油。

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但据NASA最新评估发现,10次发射可能还不够,预计需要20次接力加油发射后才能让这艘飞船飞向月球,这个成本得多钱?就算按马斯克重型猎鹰发射成本的2倍算也得3亿美元/次,20次发射得60亿美元,这NASA真是有钱烧的。

其实阿尔忒弥斯计划选择SpaceX的星舰就是个错误,因为这玩意儿就像是个超豪华房车,而猎户座飞船就是个三轮车上的房车,重返月球用这俩搭配起来干活,就像一个远足徒步的背包客在租了辆超级豪华房车一直跟着,然后在距离终点一公里的位置登上房车直达目的地。

当初波音、蓝色起源以及SpaceX三家竞争月球着陆器,结果NASA一眼看中了星舰,但到现在看来,星舰的起点太高了,目前还是遥遥无期,因此在今年5月份,NASA将淘汰的蓝色起源的“蓝月亮”月球着陆器给找回来了,这个和阿波罗登月飞船有些类似,但体积更大一些,活动空间也更大,但要在2025年赶上阿尔忒弥斯计划的第三阶段执行也是不可能的,因为蓝月亮飞船同样还在图纸上。

另一个意想不到的问题:登月宇航服!

这个最容易被大家忽略的问题,尽管NASA一直都在延续舱外宇航服的“生产线”,但月面工作的宇航服还是和舱外工作的宇航服要求不一样,因此在这次重返月球,也是连宇航服都要重新研发,目前这项任务是Axiom(公理太空)承接的,NASA曾有一个设计初稿转交给Axiom来实现,但Axiom表示NASA的设计完全没有考虑阿尔忒弥斯计划III中的紧急声明支持,目前需要重新设计。

这个看似最简单的任务,但影响却最大,因为载人月球着陆器有备份,星舰不行换蓝月亮,但宇航服却不能,总不能拿阿波罗当年的宇航服来凑数吧,再说了,当年拿宇航服的各种材料与织物等早已停产,重建还不如重新设计,不过目前Axiom并没有给出详细的时间表。

被迫与中国竞争:NASA这次丢脸要丢到家了?

NASA原本不需要和中国竞争的,因为NASA最早设立重返月球的“星座计划”是2005年,那一年神舟六号刚刚成功,美国却已经拥有了一个多国联合建设的国际空间站,就像抬头仰望天鹅飞过,距离实在太远。

但星座计划在2010年被奥巴马废了,还好猎户座飞船留了下来,并且火箭也继续研究,让特朗普在2016年签署阿尔忒弥斯重返月球计划时有了SLS火箭的底子,但NASA好高骛远,把一个重返月球计划整的超级复杂,还要搞定期航班,结果大家都知道了,计划太庞大,计划执行的节奏控制能力却没有,因为和1960年代的NASA相比,无论动员能力还是技术能力都不能同日而语了,当年一呼百应,现在就是个发包商,各大参与的企业(都是波音和洛马这样的军工企业)都想着搞钱,结果计划越高越大,钱越花越多,时间却无限制拖延。

从2025年推迟到2027年,不过从NASA的拖延症来看,2027年要能完成就谢天谢地了,因为中国国家航天局设定的计划是2030年前完成,所以美国人要是能在2027年完成的话应该可以超越中国人,但要是继续延迟那就不好说了,所以中美在二十一世纪的第三个十年中意外的走进了登月竞赛。

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NASA有很重的负担,因为曾在1969年成功登月,当年美苏等于竞赛以美国赢了为最终结局,自此美国成为全球航天界的标杆,领导世界航天50年,所以问题来了,要是中国这次载人登月赢了美国,是不是中国航天将领导全球航天探索50年?

其实中国并没这样打算,只是计划搞个小的国际合作,让小伙伴们也一起分享下中国航天发展成果,同时也出点钱分担下成本!但是美国并不这样想,NASA局长比尔·尼尔森一直就指责中国不合作,还打算占领月球,真是求锤得锤,中美载人登月竞赛了,这下NASA满意了?

不只是重返月球:火星采样返回也推迟了

NASA近期执行大型计划中除了“阿尔忒弥斯计划”外还有一个MSR任务(火星样品返回),但毫无意外的是这个计划也延迟了,并且比重返月球计划还要惨一点,因为从计划返回地球的日期来看就晚了两年的2033年,而NASA独立审查委员发现,这还要顺利执行,大概率是要延后到2035年。整整比中国计划返回的2031年晚上两年,这让NASA情何以堪?

原因几乎和阿尔忒弥斯计划一样,太过庞大,下文简单介绍中美火星采样返回模式,到底谁在务实谁又在务虚:

  • 中国载人登月:CZ-10火箭两次发射,一次登月飞船,一次载人飞船,在月球轨道对接,然后着陆完成,返回月球轨道,乘坐飞船返回地球,中国人目的很明确,以完成任务为目的,在这个基础上拓宽登月舱的再次利用技术,也能达到美国所谓的定期航班的效果。
  • 中国火星采样返回:两次发射,第一次发射火星着陆与火星轨道上升器,抵达火星后着陆,挖一勺火星土壤样品后直接飞升至火星轨道,与第二次发射的火星轨道返回器对接,转移样品返回地球,预计2031年抵达。

各位看了这两个计划,中国人的计划其实非常明确,完成任务为主,绝对没有花里胡哨的玩法,毕竟去月球与火星绝对不是赶集,所以任务第一位,但美国似乎并不打算这样,不仅要完成任务还要玩出难度,当然更重要的还要加入花样。

上文中美国的重返月球计划,星舰和月球空间站就是多余的,但问题是不玩大点NASA就要被骂炒阿波罗登月的冷饭,所以NASA是有压力的,这点完全可以理解,但要把MSR(火星采样返回)也玩那么大就难以理解了。

  • 2021年,“毅力号”探测器先行抵达火星打算花数年时间采集43个样品;
  • 2027年,欧空局发射ERO(火星轨道样本返回器),将在火星轨道上运行将近4年时间,等待火星表面的探测器返回对接转移样品。
  • 2028年,NASA发射火星样品收集+样品上升探测器,抵达火星后收集样品并放置于上升器的舱体中,然后发射与在轨的ERO对接;
  • 2030年,ERO入射地火轨道,2031年抵达地球

因为要去收集毅力号的样品,所以2028年发射的样品收集+样品上升探测器就太复杂了,这是一辆样品采集车+一枚准备发射至火星轨道的火箭,当然火箭也需要一个发射平台,两个加一起太大了,NASA也没把握,所以在最新的计划中,这个探测器被拆分成了两个。

这样一来就要分两次发射,NASA独立审查委员会发现,拆分任务后的MSR很难在2031年前完成,一切顺利的话也会被拖延到2033年,此时的时间已经晚于中国计划返回的2031年2年之久。

更让NASA难过的是独立审查委员会认为,MSR任务不明朗,资金预估严重不足,未来MSR任务执行一切顺利才能在2033年返回,如果预估各种不确定因素,那么2035年都还算是顺利的。

假设中美双方火星返回计划都执行顺利,那么NASA注定是要落后于中国航天了,尽管NASA的MSR任务高大上,采集了43种不同的样品,甚至还包括火星空气,尘埃以及毅力号在探索中遭遇到NASA科学家感兴趣的样本,但问题是中国人要是成功的带回了火星样品,就算是火星上最最普通的岩石土壤,只要来自火星,那么历史永远只会记住中国人是第一个带回火星样品的。

所以第一位很重要,NASA不是不想,而是以NASA目前这个承担发包单位的角色对大型计划的控制能力已经非常薄弱,沦为了美国军工复合体向美国政府要钱的代理人,只会在国会中不断要钱,每年年底就炒作中国威胁,以此为理由让国会为明年的预算大把加钱。

其实对NASA来说也算是好事,因为与中国国家航天局的登月竞赛以及火星样品返回竞赛之后就再也不用担心国会讲着俩案子给取消了,毕竟事关美国的面子,哪位议员吃了熊心豹子胆了,敢向中国人认输?

所以,好消息还是要恭喜NASA,终于找着对手了!只是坏消息是这个对手可不比前苏联,是个真能秒了美国的选手,要是这两个计划都被中国给超了,NASA可以就地解散了。