从“阿波罗”到“阿尔忒弥斯”：虽为孪生，差别极大

文/汤川学

阿尔忒弥斯（Artemis），在希腊神话中，她是宙斯和莱托的女儿，和太阳神阿波罗是孪生关系，是月神之一。在最后一次登月阿波罗17 号任务过去将近半个世纪之后，以阿尔忒弥斯来命名美国的重返月球计划是合情合理的。虽然阿波罗和阿尔忒弥斯在神话中是孪生关系，但是在现实中，以二者为名的两项太空计划却有着极大的差别。

▲ 阿尔忒弥斯1任务，第一发SLS准备发射

缘起星座，始于月神

在中国第一位航天员杨利伟进入太空8个月前，2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在返回的过程中，在众人的注视下空中解体，7名航天员全部遇难。这一事件在全美引发轩然大波，也在美国航天界掀起了一场关于“我们接下来要往哪里去”的大讨论，在航天飞机安全性备受质疑的同时，人们对于太空探索的目的也产生了疑问。

当时美国宇航局除了完成正在建设的国际空间站之外，并没有其他深空探索计划。为了重振美国航天工业，2004年1月13日，时任美国总统乔治·W·布什在美国宇航局总部发表了一番讲话，提出了一个“空间探索愿景”。这个愿景的内容十分详细，为美国宇航局未来将近30年的任务绘制了一份清晰的路线图，十分超前且大胆。从探测器到载人任务，从月球到火星、木星，可以说，这份愿景为正处在犹豫不决状态的美国宇航局提供了一份走向美好未来的完整规划。我们仍然可以从目前美国宇航局太空任务规划中看到这份规划的影子。

2004年10月30日，时任美国宇航局局长肖恩·奥基夫在美国海军曾在南北战争中使用的“星座”号风帆战舰甲板上发表了一次演讲，宣布美国宇航局将启动一个宏伟的登月计划，名为“星座”。星座计划由此正式走上历史舞台。

不过，当星座计划正在推进时，2008年，时任美国总统奥巴马在审视了整个星座计划的规模和进度后，对该计划十分不满。美国宇航局2004年发布了第一份包括星座计划在内的预算，要求国会从2005年到2009年拨款88亿美元，几乎所有的经费都被用于研发猎户座飞船，只有4%被拨出用于战神火箭的研发。而战神一型和战神五型火箭的进度也不甚理想，明明作为整个计划中的最核心的运载系统，却没人知道它们到底何时才能真正准备好托举美国人到达月球。2009年，奥巴马下令对整个项目进行审查，最后的审查结果十分难看。2010年10月11日，美国国会通过了《2010年美国宇航局授权法案》，正式取消了星座计划，但是这份法案也为该局的后星座时代铺好了路，为其提出了许多指导性的目标。

▲阿波罗计划LOGO

阿尔忒弥斯计划LOGO

2017年12月11日，时任美国总统唐纳德·特朗普签署了一号太空政策令。规划了一项由美国牵头、与民间企业合作伙伴共同合作的综合太空探索计划。该政策要求美国宇航局与商业和国际合作伙伴一起领导一项创新和可持续的探索计划，以实现人类在整个太阳系中的扩张，并将新的知识和机会带回地球。2019年5月14日，时任美国宇航局局长吉姆·布里登斯汀宣布，以希腊神话中的月亮女神命名美国的重返月球计划，即“阿尔忒弥斯计划”。

并非“21世纪阿波罗”

当我们提到登月时，自然而然就会想到在50多年前的那次壮举。1969年7月16日，在佛罗里达州约翰·肯尼迪航天中心的LC-39A发射台上，阿波罗11号飞船由土星5号火箭托举升空，目标月球。在经过4天远离地球的旅行后，7月20日，阿波罗11号登陆舱成功着陆月球，创造了整个人类的历史性成就。这也是美国在太空竞赛中最高光的时刻。阿波罗计划将12位航天员送上了月球，而整个阿波罗计划的开支已经难以被如今的人们正确地估算。毫无疑问，阿波罗计划是美国历史乃至世界历史上最为耗钱的计划之一。但是同时，阿波罗计划给当时美国的各行各业带来了巨大而影响深远的变革，也留下了大量至今仍在使用的基础设施，而月球上的脚印所带来在文化领域的影响更是无法估量。毫无疑问，阿波罗计划是一个成功的计划。

而阿尔忒弥斯计划则寻求以一种更低成本的方式持续地长期驻留月球，比如在月球轨道上建造空间站并在月球表面建立一个月球基地。该计划的短期目标是让第一位女性和第一位有色人种登上月球；中期目标包括建立一个国际化的科研考察基地，让人类可以长期驻留月球；而长期愿景是将人类带向火星乃至更远的深空。不过从目前已经被确定的内容来看，阿尔忒弥斯计划仍然将专注于登月任务本身，而在月面上的基础设施等仍没有十分详细的规划。

除了理念和愿景上的不同，两者最大的不同是其执行方式。阿波罗计划执行时可以说是动用了当时美国的全国之力，而阿尔忒弥斯计划作为一个从一开始就是为了可持续登月的计划，它选择了与民间和国际伙伴合作的方式来进行。相比于阿波罗计划纯正的美国底色，阿尔忒弥斯计划的国际范十分浓厚，比如在猎户座飞船上就能看见欧空局的Logo，猎户座飞船上的服务舱由空中客车防务与空间公司制造。而在其他更多的项目上，国际合作的例子更是不胜枚举。

除了国际范，阿尔忒弥斯计划也有着十分强烈的商业底色。从一开始，阿尔忒弥斯计划就通过大量引入民间公司，以招标的方式使用民间公司的服务和设施，来降低整个计划所需要的成本。与阿波罗计划中的土星5号-阿波罗CSM-阿波罗LM这样的黄金搭配不同，除了必要的SLS火箭和猎户座飞船的搭配外，如载人登月系统HLS、发射HLS所需要的火箭、登月所需的航天服等关键设备都将由民间公司提供。太空探索技术公司的星舰登月版在经过了一系列纠缠不清的法律官司之后正式中标，将成为阿尔忒弥斯计划中的可复用载人登月舱，而价值35亿美元的航天服合同则由公理空间公司和柯林斯宇航公司拿下。美国宇航局将以租赁的方式来使用两家公司的航天服，这两家公司也可以将他们的航天服移作他用。

除了这些关键要素，还有商业月球有效载荷服务（CLPS）。CLPS旨在使用固定价格合同购买地球和月球表面之间的端 到端有效载荷服务。该计划的竞争性质预计将有效降低月球探测成本，加速探测器登陆月球、取样返回、对月球南极地区的资源勘探，并促进相关商业行业的创新和发展。其主要的任务目的是侦察月球资源，测试原位资源利用（ISRU）概念，并进行月球科学考察以支持阿尔忒弥斯计划。不过，CLPS在最近由于一家公司的破产陷入了尴尬的局面，被美国宇航局选为制造登月器的公司之一，美国马斯滕空间系统公司向美国特拉华州破产法院提交了破产申请。这家公司在2020年4月与美国宇航局签订了价值7590万美元的CLPS合同，“马斯腾”将制造搭载有探测水冰和辐射等各类仪器的XL-1登月器，原计划该合同将于2022年12月由重型猎鹰火箭执行，但是在2021年6月，马斯滕宣布由于“新冠”等原因将任务推迟到了2023年11月。这次事件将很可能导致许多仪器将会被转移到其他CLPS载荷上，但其他合同仍在正常履行。从以上内容可以看出，相比于阿波罗计划，“阿尔忒弥斯”是一个更加面向未来发展、更加开放的探索计划。

▲ 星舰登月版效果图

▲ 置于SLS内的立方星们

阿尔忒弥斯协定——参与国家的朋友圈

所有想要加入阿尔忒弥斯计划的国家都可以靠签署《阿尔忒弥斯协定》来加入计划。当然，签署了协议也并不代表签约国就一定会参与阿尔忒弥斯计划，签署协议可以被认为是认同协定精神和内容的体现。

该协议由美国宇航局和美国国务院起草。美国、澳大利亚、加拿大、日本、卢森堡、意大利、英国和阿拉伯联合酋长国于2020年10月13日作为首批协议发起者签署了协议。该协议建立了在月球、火星和其他天文物体的民用探索和和平利用方面的合作框架。有关方面称，这一协议的目的是“规定在实际行动中履行《外层空间条约》和其他文书中所载的重要义务”。各签署国之间将通过一系列的非约束性双边协议以确保协议内容生效。该协议将遵守1967年生效的《外层空间条约》等有关太空探索与开发的国际条约。除了和平目的探索开发和应对太空垃圾之外，协议还纳入了承诺本国探月政策和探测计划公开透明、宇宙空间遇难相互援助、公开科学数据等内容。针对矿物和水等太空资源的采集和利用将遵守《外层空间条约》，希望实现安全且可持续的太空活动。此外，协议还敲定了预防太空活动中的国家间冲突的原则。如果制定国际规则取得进展，还有望推动民营企业参与月球资源探测。

▲ 猎户座飞船

▲ 阿尔忒弥斯计划21个参与国家

截至2022年8月1日，已有21个国家和1个地区签署了《阿尔忒弥斯协定》。除了首批的8个国家，后续的签署国是乌克兰、韩国、新西兰、巴西、波兰、墨西哥、以色列、罗马尼亚、巴林、新加坡、哥伦比亚、法国和沙特阿拉伯，还有属于一个地区是英国皇室所拥有的特别属地曼恩岛。其中日本、加拿大、欧空局所属国家都准备为阿尔忒弥斯计划提供设备支持，比如在月球门户空间站上，欧空局和日本宇宙航空研究开发机构将会负责建造一些舱段，加拿大将提供“加拿大臂”3机械臂。

随着阿尔忒弥斯协定签署国的增加，以美国为中心的一个朋友圈也在逐渐扩大。该协议的政治因素也不可忽略。

深空探索前哨站——“月球门户”空间站

月球门户空间站是阿尔忒弥斯计划与阿波罗计划之间最大的区别之一。月球门户空间站将由美国宇航局、欧空局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局共同开发运营。而关于俄罗斯，在2017年9月27日，美国宇航局与俄罗斯联邦航天局共同签署了关于研究和探索深空的联合声明，俄罗斯联邦航天局也将参与系统建设，但是在2020年10月，时任俄航天局局长迪米特里·罗戈津表示，整个空间站计划过于以美国为中心，俄罗斯将不会加入。

月球门户空间站将会被部署在一个偏心率很高的近直线晕轨道（NRHO）上。这一轨道周期为7天，在月球北极的轨道近月点距离月球3000千米，月球南极的远月点则距离月球7万千米。当航天器位于这一轨道时，航天器可以与地球持续联系，而阿波罗计划中的乘员组在飞行到月球背面时会出现通讯暂停，猎户座飞船也将会在发射后前往这一轨道。该空间站相比目前运行在近地轨道上的国际空间站和中国空间站要小得多，建成后只有大约40吨重，并且在建成初期的绝大多数时间都将无人驻守，保持自动运行的状态。

月球门户空间站从其设计上来说，可以说是麻雀虽小，五脏俱全。

目前，月球门户空间站有这几个已经被确定的模块和部件：动力和推进元件（PPE），居住和物流前哨(HALO)，提供加油、基础设施和电信的欧洲系统模块(ESPRIT)，国际居住舱（I-HAB），还有加拿大臂3。目前这些模块的更多具体细节仍然不清楚。而这些模块的生产制造承包商包括波音公司、洛·马公司、诺格航天创新公司、麦克萨技术公司、空中客车公司、泰雷兹公司等等。这些舱段将会由太空探索技术公司的猎鹰重型火箭和SLS Block1B型的货运型发射。“月球门户”在计划中还有许多可以在这些模块基础上加装的部件，比如月球土壤采样返回器和可以进行太空行走的气闸舱。

▲ 美国宇航局宣布阿尔忒弥斯3任务13个候选着陆区渲染图

根据阿尔忒弥斯计划的任务规划，月球门户空间站将支持计划于2025年执行的首次载人登月任务——阿尔忒弥斯3任务。4名航天员们首先乘坐猎户座飞船，经过一段时间转移到NRHO轨道后，与月球门户空间站对接。而载人登月着陆器——星舰登月版同样与月球门户对接。其中两人将会待在空间站上，而将要登上月球的2名航天员（其中包括1名女性航天员）转移到星舰登月版上后，根据任务规划在月球南极地区着陆。在完成接近一个星期的月面任务后，星舰登月版从月面起飞，再次与月球门户空间站对接，然后再次转移到猎户座飞船上，之后他们将会离开空间站，点燃引擎，飞向地球。不过在阿尔忒弥斯3任务中，月球门户空间站很有可能因为延误还没有发射或者没有准备好进行登月任务，可能会出现只靠星舰登月版和“猎户座”执行任务的情况。

▲ 月球门户空间站建成渲染图

前路漫漫

不久前顶石号月球探测器的发射可以说吹响了阿尔忒弥斯计划全面开启的第一声号角，而阿尔忒弥斯计划的第一次任务——阿尔忒弥斯1任务也已开始进行。这次任务是一次无人任务，以测试猎户座飞船和SLS火箭本身的可靠性。在猎户座飞船内将通过测量假人身上的受辐射照射的幅度来研究在深空环境下人体会吸收的辐射。而在“猎户座”进行绕月的过程中，将会释放一些来自各国机构和公司的小型立方星，有的用于寻找月球表面的水冰，有的测试在深空辐射环境中生物DNA发生的变化。

阿尔忒弥斯2和3将会继续使用Block1型号，而从阿尔忒弥斯4开始，将会开始使用Block1B型，不过由于发射Block1B型需要的移动发射平台ML-2的制造延期等原因，阿尔忒弥斯4任务已经拖延至2027年，甚至还有可能继续延期，阿尔忒弥斯5之后的任务的日期则依然无法确定。而至关重要的星舰登月版，太空探索技术公司方面目前还没有给出这一型星舰进行首次测试的详细日期。截止至今年8月1日，星舰本体和托举它的超重型火箭都还没有进行过首飞，而至于星舰登月版，除了一些渲染图之外目前还没有见到实际的模型搭建，目前已知星舰登月版的亮相时间不早于2023年之前。困扰阿尔忒弥斯计划的除了部分系统的进展缓慢，还有一些令人匪夷所思的超支问题，但是此问题十分复杂，在此不做赘述。而计划中的无人任务已经在进行中，将在不久的未来一一启程。

以月神之名命名的阿尔忒弥斯计划昭示了美国人重返月球的渴望，其中有重振美国航天工业、刺激相关产业发展、开发月球资源的愿景，也有被其他国家的月球探索计划刺激的因素。无论如何，和平开发月球资源、共同造福各国人民，才是这个即将到来的月球大开发时代应有的主旋律。