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NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

来源:国际航空发表时间:2026-05-14 15:25:42浏览量:30

2026年4月10日,随着“猎户座”飞船溅落东太平洋,历时近10天的“阿尔忒弥斯Ⅱ号”载人绕月飞行任务顺利完成。按照NASA公布的信息,这次任务于4月1日发射,由“太空发射系统”(SLS)火箭将“猎户座”飞船送入地月转移轨道,4名航天员绕月飞行后返回地球,最终在圣迭戈附近太平洋海域完成海上回收。这是自1972年“阿波罗17号”之后,人类首次完成载人绕月任务,也是“猎户座”飞船首次执行载人深空飞行。本次任务验证了载人深空飞行的全流程能力,包括生命保障系统、导航与制导、再入返回以及深空通信链路等关键环节。

NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

4月10日,执行美国“阿尔忒弥斯Ⅱ号”载人绕月飞行任务的“猎户座”飞船精准溅落,标志着人类重返月球计划迈出关键一步。

对于美国的新一轮月球探测计划来说,“阿尔忒弥斯Ⅱ号”的成功是一个关键转折点。完成载人绕月飞行的同时,在新任局长的领导下,在预算收缩与任务节奏要求加快的双重背景下,NASA启动了针对整个登月工程规划体系的结构性调整。

NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

“阿尔忒弥斯Ⅱ号”乘组。

本次调整包含两个方面,一是组织实施模式的调整,即试图将以往基于“SLS火箭+‘猎户座’飞船”为核心的政府主导模式,推动进化为包含更多商业公司能力的多节点任务架构,从而逐步降低对自研运载火箭与载人飞船体系的依赖,转而通过采购方式引入商业公司承担部分载人运输与货运任务。

二是对未来登月工程的具体安排。原本通过发射“月球门户”(Gateway)空间站建立近月轨道前哨站的思路被无限期搁置,其功能将由未来的月面基地体系承接,任务重心由月球轨道空间站转向月面长期存在。在这一重构过程中,“阿尔忒弥斯”计划不仅重排了美国自身的登月路径,也在同步改变欧洲、日本、加拿大等合作方在体系中的分工与位置。

从传统体系到引入商业思维

按照NASA 2026年公布的最新架构,“阿尔忒弥斯Ⅱ号”完成绕月飞行后,后续任务被重新拆分为多个验证节点:“阿尔忒弥斯Ⅲ号”调整为2027年的近地轨道综合测试任务,重点验证“猎户座”飞船与商业月球着陆器的对接与联合作业;首次载人登月后移至“阿尔忒弥斯Ⅳ号”,时间节点在2028年前后。

在新规划下,登月任务被明确拆分为不同环节。SLS火箭与“猎户座”飞船继续承担航天员进入地月空间的任务,而登月段运输则由商业公司提供的“人类着陆系统”(HLS)完成。目前,NASA已经选定两套HLS方案:一套由SpaceX基于“星舰”平台发展而来,另一套由蓝色起源牵头研制“蓝月”着陆器。这两套系统将分别用于不同批次任务,并通过在轨加注、交会对接等方式,完成从地球轨道到月球轨道、再到月面的飞行过程。

NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

4月6日,“阿尔忒弥斯Ⅱ号”乘组在历时7 h月球掠飞任务的最后阶段,经历了一场时长54 min的日食。此间,“猎户座”飞船一侧太阳能帆板搭载的相机,拍摄到了太阳逆光映衬下的月球画面。

为降低系统复杂性和进度风险,NASA已明确提出,“阿尔忒弥斯Ⅳ号”的载人着陆不再局限于月球南极区域,而是允许在更广范围内选择着陆点。这一调整意味着,早期任务将优先保证系统验证与任务完成,而不是在一开始就瞄准最复杂的极区目标。

围绕这一新架构,NASA正在同步推进一套面向商业公司的采购体系。NASA已向工业界发出11项采购通知,涵盖升级版CLPS(商业月球有效载荷服务)月面着陆器、载人运输服务、货运服务以及科学任务等多个领域。这些采购项目对应的是完整功能模块,而不再是单一设备或部件。

在此基础上,NASA还发布了面向未来的信息征询书,用于制定下一阶段商业载人月球运输服务的采购框架。该征询书明确提出,目标是构建一套能够支持“长期、持续有人驻留月面”的运输体系,并向现有商业航天企业以及潜在新进入者开放。这表明,NASA希望更多的商业航天新兴企业能被纳入其支撑体系中来,进一步降低对传统厂商的依赖。

在调整采购体系的同时,NASA将重新设定任务节奏。按照NASA的规划,在完成初期验证后,月面任务将逐步提高频率,目标是实现每年至少一次载人登月任务,并在能力成熟后进一步提升。这一节奏要求,事实上有利于运营更为灵活的商业航天企业,其本身就是推动商业采购模式替代传统政府主导体系的重要约束条件。

在这一过渡阶段,SLS与“猎户座”仍将继续承担关键任务,作为唯一成熟的载人深空运输手段维持体系运行,但在总体路线层面,NASA已经开始为商业体系的转移铺路。

从“月球门户”到月面基地

在试图将运输体系转向商业主导的同时,“阿尔忒弥斯”计划的规划布局也在同步调整。原本作为月球轨道中转节点的“月球门户”空间站项目被取消,其相关资源与任务正在转接至月面基地建设。

NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

“阿尔忒弥斯Ⅱ号”月球近距离飞越任务的重点科学观测目标之一,便是月球南极 - 艾肯盆地周边区域。南极 - 艾肯盆地是月球上规模最大、形成年代最久远的撞击盆地。美国国家航空航天局正考量在该区域选址建设月球基地。

在投入规模上,NASA已明确提出月面基地建设总成本约为300亿美元,并按三阶段实施,每一阶段约100亿美元。这一预算并不包含全部运输成本,而是主要用于月面能源、通信、机动和基础设施等核心能力的部署与扩展。

为了满足任务需求,发射频次将显著提高。根据NASA提出的月面基地构想,在基地建设的前两个阶段内,发射次数将达到数十次。现有测算显示,2026—2028年间需要20余次发射用于支撑初期部署;进入后续阶段后,总发射需求将进一步增加至近30次,用于持续运输设备、补给和任务载荷。与之配套的,是批次化展开的月面着陆任务,而不再依赖单次任务完成全部投送。

在基础设施建设方面,月面基地按照逐步叠加的方式展开。初期阶段主要依赖太阳能与储能系统维持短期任务运行,同时通过机器人与货运任务提前投送设备;中期阶段将引入更大规模的能源系统、月面机动平台和稳定通信链路,以支持人员停留更长时间;在后续阶段,则计划通过持续补给与能力扩展,达到长期驻留所需的基本条件。这一过程与载人任务的同步推进,对运输方式提出了新的要求,需要多种运载工具协同运行,即SLS与“猎户座”负责将航天员送入地月空间,商业着陆器承担月面往返任务,CLPS等货运项目则提前向月面投送设备与补给。不同类型的任务在时间上相互交错,形成持续运行的任务链条。

“双核”驱动:月面核电与深空核推进

从目前的前沿技术发展看,核能在人类文明长远发展中具有关键地位,而“阿尔忒弥斯”这样的深空探索任务正是推进核能应用的良机。

NASA重构“阿尔忒弥斯计划”

“阿尔忒弥斯Ⅱ号”乘组身处深空飞行途中,“猎户座”飞船拍摄到地月同框画面。

在月面基地建设方案中,能源系统被单独列为一项能力进行规划。按照NASA现有方案,月面能源将分阶段部署:初期阶段采用太阳能电池阵列配合储能系统(包括再生燃料电池)为短期任务供电;中期阶段在现有基础上扩大功率规模,用于支持更长时间的人员驻留和设备运行;在后续阶段,则引入核裂变电能,作为长期稳定能源。

针对核电系统,NASA与美国能源部(DOE)正在联合推进“月面裂变电源”(Fission Surface Power)项目。该系统的目标输出功率约为40 kW,设计寿命不少于10年,能够在月夜等无太阳辐照条件下持续供电。按照当前公开时间表,该系统计划在2030年前后完成研制,并具备在月面部署的条件。相关技术路径包括小型裂变反应堆、热电转换系统以及可展开式散热结构,用于适应月面真空环境下的长期运行需求。

在具体任务安排上,核电系统并不单独作为一次性任务部署,而是纳入月面基地建设的后续阶段,与能源扩展需求同步推进。其主要用途包括:为生命保障系统提供连续电力、支持月面通信与数据传输、维持低温环境下设备运行,以及为资源利用设备(如水冰提取)提供稳定能源。

与月面核电并行推进的,是面向深空任务的核动力推进技术。NASA与美国国防预研局(DARPA)联合实施的“灵活地月运行验证火箭”(DRACO)项目,采用的是核热推进技术,计划通过反应堆加热液氢推进剂,实现高于传统化学推进的比冲性能。DRACO计划在2030年前实施在轨飞行验证,用于验证反应堆启停控制、推进系统集成以及在轨运行安全性。

除核热推进外,NASA还在推进以核电为基础的电推进技术路径,即通过裂变电源提供电力,驱动电推进系统执行长时间低推力加速。这一路径主要面向火星等更远目标的载人任务,其特点是推进效率高、推进剂消耗低,但对电源功率和系统稳定性要求较高。

虽然这两类核动力技术因技术成熟度不高,并未直接纳入“阿尔忒弥斯”计划近期规划的登月任务序列,但是月面核电系统将首先在月球环境中完成长期运行验证。

对国际合作体系的冲击

“阿尔忒弥斯”计划架构调整后,原本围绕“月球门户”空间站建设形成的国际合作分工随之调整。此前,在“月球门户”项目中,欧洲、日本、加拿大及阿联酋等合作方分别承担舱段、系统和设备研制任务;随着计划重构,各国相关任务也都受到影响。

欧洲航天局(ESA)受影响最为直接。其原计划为“月球门户”提供国际居住舱(I-Hab)、增强通信模块和燃料补给模块(ESPRIT),相关硬件由泰雷兹阿莱尼亚航天公司在意大利都灵制造,原定2026年前后完成关键设计评审。随着“月球门户”项目被暂停,这些模块的用途需要重新评估。不过,ESA为“猎户座”提供的欧洲服务舱(ESM)仍在推进,由空客防务与航天公司参与制造,用于提供推进、电源和生命保障,目前已进入“阿尔忒弥斯Ⅲ号”和“阿尔忒弥斯Ⅳ号”的总装阶段。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)原本承担“月球门户”的生命保障系统部件、电池和热控设备,并通过HTV-X飞船提供补给。架构调整后,这类轨道支持任务重要性下降,而与NASA合作开发的加压月球车被纳入月面基地体系,可用于月面长期机动与驻留能力建设。

加拿大航天局(CSA)的“加拿大臂3”机械臂系统原计划部署在“月球门户”,用于在轨维护与货物转运。随着新的变数来临,该系统面向轨道环境的设计难以直接用于月面,后续需根据新任务需求调整。

阿联酋穆罕默德·本·拉希德航天中心(MBRSC)原计划为“月球门户”提供气闸舱模块,用于支持舱外活动与飞行器对接。现在,该研制项目同样进入评估阶段,其后续发展尚未确定。

结语

在“阿尔忒弥斯”计划重构的同时,NASA正面临明显的预算收紧。根据2027财年预算请求,NASA总预算约为188亿美元,较2026财年下降约23%,并预计在未来数年维持在这一水平。在这一背景下,资源被集中投向少数优先项目。

其中,“阿尔忒弥斯”计划获得约85亿美元资金,占NASA整体预算接近一半,主要用于人类着陆系统、航天服、地面系统及载人运输等关键环节。

与此同时,科学任务与航空研究成为主要削减对象:科学项目经费削减约34亿美元,涉及天体物理、地球科学和行星探测等多个领域,超过40个项目被终止或调整,包括火星样本返回任务。

综上所述,NASA重构“阿尔忒弥斯”计划,正在试图同时实现三个并不完全兼容的目标:在预算收缩的前提下维持载人深空能力;在技术尚未完全成熟的情况下引入商业体系;将登月任务从低频试验转入高频运行。其总体目标在于通过商业化提高整体的可执行性,但同时也提高了任务的复杂度,可能进入了新的风险区。

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关键词: 阿尔忒弥斯计划” NASA 绕月飞行

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