四名宇航員正奔赴月球,一文看透美國載人繞月任務

2026-04-01 | 來源: 騰訊太空 | 轉到微信 | 有2人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

北京時間2026年4月2日6時36分左右，美國研制的登月用大推力火箭（Block1）搭載獵戶座載人飛船發射升空，執行阿爾忒彌斯2號繞月飛行任務，發射地點位於卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心。阿爾忒彌斯2號任務計劃進行為期約10天的載人繞月飛行，這將是自1972年“阿波羅17號”任務以來，人類首次重返月球軌道。

飛船將采用獨特的"8字形"自由返回軌道，發射後先繞地球飛行兩圈，第二天進入地月轉移軌道。在第6天抵達近月點，距離月球表面數千至一萬公裡，期間將飛越月球背面並經歷約30-50分鍾的通訊中斷。隨後飛船利用月球引力彈弓效應加速，開始返回地球的旅程。整個飛行軌跡的最遠點距離地球約47萬公裡，將創造人類載人航天飛行距離的新紀錄。

奔月飛行軌道。

該任務原定於2024年執行，但因技術原因已多次推遲。此次任務的核心目標是全面測試新一代“獵戶座”載人飛船與“太空發射系統”（SLS）重型火箭在深空環境下的綜合性能，特別是驗證飛船的關鍵生命支持系統、環境控制與通信系統在長期任務中的可靠性。此次任務的成功將為後續的載人登月、建立可持續月球基地乃至最終登陸火星的宏偉目標奠定不可或缺的技術與操作基礎。

多元化的飛行乘組

執行阿爾忒彌斯2號任務的飛行乘組由四名宇航員組成。指令長由經驗豐富的美國宇航員裡德·懷斯曼擔任，飛行員維克多·格洛弗將成為首位飛越月球的非裔宇航員。任務專家克裡斯蒂娜·科赫憑借其創紀錄的太空飛行經驗，將成為繞月飛行的首位女性，而來自加拿大的傑裡米·漢森則作為國際合作伙伴的代表，即將成為首位飛出近地軌道的非美國籍宇航員。

阿爾忒彌斯計劃VS阿波羅計劃

阿爾忒彌斯計劃類似於上世紀的阿波羅登月計劃，這是由美國發起的載人航天項目，主要由太空發射系統（SLS）、獵戶座飛船、月球軌道空間站以及商業化的登月系統（SpaceX的星艦是重要候選者）組成，最終目標是讓宇航員重返月球，並建立長期的月球基地，甚至為未來載人登陸火星任務鋪平道路。

在希臘神話中，太陽神阿波羅和月神阿爾忒彌斯是宙斯與勒托的子女。阿波羅是位多才多藝的男神，他的姐姐月亮女神阿爾忒彌斯常常手持弓箭，在林莽和山野間與侍奉她的眾仙女狩獵。因此，阿爾忒彌斯計劃與阿波羅計劃遙相呼應，更適合給探月計劃命名。

我們知道，從1969年到1972年，阿波羅計劃共成功實施了6次載人登月，先後把12名宇航員送到月球表面。自從1972年阿波羅17號登月之後，時隔半個世紀，除了無人探測器，人類再也沒踏上過月球表面，因此，阿爾忒彌斯計劃的初期目標是讓宇航員重返月球，結束半個世紀的人類登月“空窗期”。

圖注：這是大家都熟悉的微信開機畫面，圖中的地球是1972年阿波羅17號宇航員在飛往月球的過程中拍攝的，當時距離地球約29000公裡。

如果說阿波羅計劃的主要目的是去月球打卡，那麼阿爾忒彌斯計劃更多是奔著科研和開發月球去的。但美國的重返月球計劃也是一拖再拖，比著名的“鴿王”韋布望遠鏡也好不到哪裡去。

阿爾忒彌斯載人返月分四步走

NASA的阿爾忒彌斯計劃采用分步推進的策略，旨在安全、穩健地實現人類重返月球。

第一步是2022年完成的阿爾忒彌斯1號任務，這是一次成功的無人繞月飛行測試，驗證了太空發射系統（SLS）火箭和獵戶座飛船的關鍵性能。

第二步是計劃於2026年執行的阿爾忒彌斯2號任務，將搭載四名宇航員進行為期約10天的載人繞月飛行，這是自阿波羅時代以來人類首次進入深空。

第三步是2027年的阿爾忒彌斯3號任務，它將調整為在近地軌道進行飛船與著陸器的對接等關鍵技術驗證，為最終的登月做准備。

第四步，也是計劃的裡程碑，是定於2028年執行的阿爾忒彌斯4號任務，它將完成自1972年以來的首次載人登月，目標地點是月球南極。

這四步構成了一個從無人測試到載人繞月，再到最終著陸的完整技術驗證和任務實施路徑。

阿爾忒彌斯1號VS阿爾忒彌斯2號

阿爾忒彌斯1號與2號在飛行軌道和任務時長上存在顯著差異。阿爾忒彌斯1號是2022年執行的無人測試任務，其獵戶座飛船進入了一個距離月球約6.4萬公裡的“遠距離逆行軌道”（DRO），並在該軌道上運行了約6天，整個任務持續了約26天。

阿爾忒彌斯2號載人任務，采用“8字形”自由返回軌道，飛船在飛越月球背面後，無需額外推進即可借助引力自然返回地球，整個任務時長預計約為10天。

因此，1號任務側重於長時間、遠距離的無人系統驗證，而2號任務則聚焦於載人環境下的安全繞月飛行驗證。

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航天飛機“投胎轉世”：美國重型登月火箭

執行本次發射任務的是一款叫Block1的火箭，從外形和塗裝上也能猜得出來，這款火箭實際上是從航天飛機演變而來。兩側細長的固體火箭助推器，橙色的芯級火箭，無不透露出航天飛機的影子。

Block1火箭的芯級采用液氫和液氧為燃料，這與航天飛機外掛燃料箱裡面盛放的燃料一樣，發動機也采用與航天飛機型號一樣的發動機（RS-25），不同的是，航天飛機的主發動機有三個，Block1火箭芯級的主發動機有四個。

我們知道，氫和氧的燃燒能夠釋放出大量的熱能，是目前最高效、能產生最高比沖的化學火箭燃料，但與此同時，液體狀態的氫和氧也存在巨大的儲存和運輸困難。需要了解的是，液氧的沸點是零下183攝氏度，而液氫的沸點更是驚人的零下253攝氏度，僅高於絕對零度20度（絕對溫度為零下273攝氏度），所以，直到臨近發射才開始加注燃料。相比之下，固體燃料就要靈活的多，可以提前准備。

航天飛機兩側各有一枚巨大的固體火箭，發射時給航天飛機提供大部分推力。同樣，Block1火箭兩側也各有一枚固體火箭，長度較航天飛機的更長一些，但推力相當。據計算，Block1火箭發射時，兩枚固體火箭能提供75%的推力。

技術資料顯示，固體火箭發動機的燃料比較復雜：氧化劑，最常用的是：過氯酸銨，其他的有過氯酸鉀、鈉、鋰，硝酸銨、鉀、鈉、鋰；金屬燃料，最常用的是鋁，特別是超細鋁粉，其他有氫，碳，鋰，鈹，硼，鎂粉末；粘結劑，使氧化劑和金屬燃料等固體粒子粘結在一起成為彈性基體，並為燃燒提供C、H等燃料元素。有聚氯乙烯，聚氨酯，聚丁二烯等。

新型Block1登月火箭VS土星五號火箭

太空發射系統（SLS）是指NASA自從2011年研發的新一代可擴展的重型火箭運輸系統，在過去十年間，設計方案經過幾次調整，目前最新的方案是：第一個版本的Block1；第二個版本的Block1B；第三個版本的Block2。

其中，Block1火箭用於執行前三次阿爾忒彌斯任務，後續五次采用運力更強的Block1B版本，最終迭代到運力最強的Block2版本。這三個版本的火箭采用相同的芯級結構，不同之處在於上級火箭和固體火箭助推器的升級。下面我們來比較一下Block1登月火箭與土星五號火箭參數：

Block1登月火箭高98米，重2500噸，起飛推力39100千牛（相當於接近4000噸的推力），近地軌道的運載能力為95噸，地月轉移軌道的運載能力為27噸。

土星五號火箭高110米，重2800噸，起飛推力34500千牛（相當於3520噸的推力），早期版本的近地軌道運載能力為118噸，地月轉移軌道的運載能力為41噸。

後來，執行阿波羅15、阿波羅16和阿波羅17號任務的土星五號近地軌道的運載能力提升到了驚人的140噸！地月轉移軌道的運載能力也提升至43.5噸！借助強大的運載能力，最後三次登月還把月球車一並帶到了月球表面。

如果單從以上參數上看，土星五號除了推力不如Block1火箭外，其他方面幾乎完勝對手，簡直是跨越時代的產物，向土星五號致敬！但從其他角度看，經過50多年的技術演進，Block1在很多細節方面是超過土星五號的，特別是計算機和信息傳輸系統。隨著太空發射系統中火箭的升級迭代，到Block2火箭研發出來以後，其各方面性能是勝過土星五號的。

獵戶座飛船VS阿波羅飛船

獵戶座飛船與阿波羅飛船在外形上相似，但前者在尺寸、技術和任務目標上實現了全面升級。獵戶座飛船的乘員艙比阿波羅指令艙大近一倍，可搭載4至6名宇航員，而阿波羅最多只能容納3人。

在能源系統上，獵戶座采用太陽能電池板提供持久電力，支持更長的深空任務，而阿波羅依賴有限的燃料電池。獵戶座的關鍵創新在於其可重復使用性，其隔熱罩等部件可更換，預計能執行約10次任務，顯著降低了成本，而阿波羅飛船為一次性使用。

此外，獵戶座擁有更先進的自動對接系統和計算能力，其計算機處理速度是阿波羅的數千倍。在返回方式上，獵戶座設計為可在陸地（如沙漠）依靠降落傘著陸，也可在水上濺落，提供了更高的靈活性和安全性，而阿波羅飛船僅能濺落海上。

總體而言，獵戶座是面向可持續深空探索（包括月球和火星）的多用途飛船，而阿波羅是特定歷史時期為登月競賽設計的產物。

我國計劃在2030年前實現載人登月

近期，中國載人航天工程辦公室已正式宣布，我國計劃在2030年前實現中國人首次登陸月球。這一宏偉目標將依托新一代載人運載火箭（長征十號）、新一代載人飛船、月面著陸器和登月服等關鍵系統。目前，長征十號火箭已於2024年7月轉入初樣研制階段，新一代載人飛船試驗船早在2020年已成功完成首飛，各系統研制進展順利。

同時，服務於更遠目標的重型運載火箭（長征九號）? 研制也已取得重大進展，其概念方案和各項關鍵技術攻關正同步進行，未來將用於載人登月、月球科研站建設乃至更遠的深空探測任務。

在無人探月方面，探月工程四期正穩步推進。其核心目標是在月球南極開展科學探測，並初步建立國際月球科研站。工程將分三次任務實施：嫦娥六號計劃於2024年發射，赴月球背面采樣返回；嫦娥七號計劃2026年發射，對月球南極的環境與資源進行高精度探測；嫦娥八號計劃2028年發射，開展月球資源原位利用等關鍵技術驗證。這三項任務將構成月球科研站的基本型，為載人登月和長期駐留打下堅實基礎。

探月熱情全球高漲

近年，各國的月球探索計劃呈現顯著分化與突破。俄羅斯的載人登月計劃因重型火箭項目暫停而轉為技術路線尚不確定。印度則在2023年8月憑借“月船三號”成功實現月面軟著陸，成為首個著陸月球南極的國家，邁入探月前沿。

與此同時，以美國“阿爾忒彌斯計劃”為核心的國際合作網絡迅速擴大，已有超過40個國家簽署《阿爾忒彌斯協定》。日本、阿聯酋等國也通過自主或合作發射探測器積極參與，全球探月已從個別國家的競賽，演變為多層次、多主體參與的常態化太空活動。

月球是離地球最近的天體，相對於廣袤的宇宙空間，月球猶如在家門口，月球的引力只有地球六分之一，航天器的逃逸速度只有2.4千米每秒，非常適合作為人類向深空發射航天器的基地，也是人類向深空進發的跳板。因此，非常期待未來各國月球任務能按計劃實施，早日實現百舸競相飛月球的場景。