刚刚,阿尔忒弥斯2号成功发射,人类时隔54年重返月球轨道

2026-04-02 16:55:29 作者:陈乐游

刚刚,阿尔忒弥斯 2 号(Artemis II)从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空。四名宇航员将绕过月球背面,然后返回地球。

这是美国国家航空航天局(NASA)“阿尔忒弥斯计划”的首次载人飞行,也是自 1972 年阿波罗 17 号以来,人类首次重返月球。“阿尔忒弥斯计划”启动于 2017 年,其宏伟目标是让人类重返月球并建立月球基地,为未来的火星载人任务做准备。该计划的首次任务“阿尔忒弥斯 1 号”已于 2022 年底成功发射,这是一次完全无人驾驶的绕月测试飞行,主要验证新一代深空探索系统的性能,为后续载人任务铺路。

这项为期约 10 天的任务将测试太空发射系统(SLS)火箭和猎户座飞船,为阿尔忒弥斯 3 号、4 号、5 号及以后的月球着陆做准备。同时要求这四位宇航员在远离地球的情况下,以更高的自主性操作并做出关键决策。

SLS 是 NASA 有史以来建造的最强大的火箭,能够向月球运送超过 27 公吨的有效载荷,包括设备、仪器、科学实验装置和货物。猎户座航天器位于火箭最顶端,是机组人员前往月球的“座驾”。阿尔忒弥斯 2 号的机组人员将他们的猎户座舱命名为“诚信号”(Integrity),他们表示这个词体现了信任、尊重、坦诚与谦逊。

图 | 阿尔忒弥斯 2 号任务简介(来源:美国宇航局)

任务期间,机组人员将对“诚信号”的关键生命支持系统进行测试,包括空气、水和安全设备,以及厕所。这也将是宇航员首次测试深空厕所系统,相比阿波罗时代,这是一个显著的升级,当时的机组人员只能依赖所谓的“排泄管”。

阿尔忒弥斯 2 号机组由 4 名宇航员组成,包括三名美国宇航员:里德·怀斯曼(Reid Wiseman)、维克多·格洛弗(Victor Glover)和克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch),以及一名加拿大宇航员杰里米·汉森(Jeremy Hansen)。

其中,科赫成为第一位前往月球的女性,格洛弗是第一位有色人种,而加拿大人汉森是第一位非美国人。

(来源:维基百科)

咖啡、锻炼设备、深空厕所,样样具备

搭载 4 名宇航员的飞船猎户座,全称猎户座多用途载人飞船,是由洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)为 NASA 建造的航天器。该公司是美国乃至全球最大的国防和航空航天综合企业,总部位于马里兰州。主营航空、导弹和火控、旋翼和任务系统及空间系统,是美国国防部和主要航天项目的核心供应商,以 F-35、F-16 等机型和先进防务技术闻名。

图 | 猎户座(来源:维基百科)

该航天器由三个主要部分组成,每一部分都拥有独立的推进系统,用于在阿尔忒弥斯任务的不同阶段控制航天器的轨迹与姿态。这三个部分分别是:发射逃逸系统、服务舱以及乘员舱。

发射逃逸系统的设计初衷是,一旦在发射或上升至轨道的过程中发生紧急情况,能迅速将飞船及其机组人员带到安全地带;服务舱配备了猎户座的主推进系统,是为飞船航程提供动力与燃料的能量工厂。该舱段还负责轨道机动和位置控制,并承担热控和太阳能电池板供电等关键职能;乘员舱是宇航员工作与生活的空间。

相比阿波罗舱,猎户座空间增加了约 60%,内部可利用体积约为 9 立方米。美国宇航局表示,这相当于两辆小型货车的总和。

图 | 阿波罗飞船与猎户座飞船的尺寸对比(来源:reddit)

最显著的改进是,猎户座配备了通用的废物处理系统,相比阿波罗时代的收集袋,猎户座拥有更先进的吸气技术和人体工程学设计,能更好地处理失重环境下的排泄物,并能回收尿液转化为纯净水(虽然此功能主要在空间站使用,但技术已集成)。

猎户座飞船内取消了数千个物理开关,取而代之的是三块巨大的玻璃座舱显示屏。宇航员可以通过电子界面操控飞船,甚至在睡眠舱通过手持平板电脑监控系统。

为了防止肌肉萎缩,舱内设有简易的抗阻力锻炼设备。此外,由于飞船会穿过辐射强烈的范艾伦辐射带,舱内特别设计了名为“风暴避难所”的区域,在太阳高能粒子爆发时,宇航员可以躲在防辐射性能更好的隔间内。

舱内设有折叠式的睡眠舱,保证四人可以同时休息。食品加热装置也得到了升级,机组人员甚至可以享用到特别定制的加压包装咖啡和脱水美食。

图 | 阿尔忒弥斯 2 号准备的菜单(来源:NASA)

猎户座主要依靠隔热罩在溅落前进行减速。当它在稠密大气中疾驰时,剧烈的摩擦会使隔热罩表面温度飙升至 2,760°C(5,000°F),比熔岩温度高出 2.5 倍。然而,得益于卓越的隔热设计,舱内依然能维持在 20 多摄氏度的舒适宜人环境。

在海上溅落后,飞船可能会以任何角度漂浮。猎户座顶部配备了五个醒目的橙色气囊,一旦入水,它们会自动充气,帮助飞船在风浪中扶正,确保宇航员能安全、顺利地撤离舱体。

根据行星协会的数据,SLS 火箭计划自 2011 年启动以来,已耗资 238 亿美元。而猎户座航天舱在计划开始后的 10 年里,研发成本也达到了 204 亿美元。加上地面基础设施的建设费用,从 2006 年到 2022 年首次测试发射期间,NASA 在整个计划上的总支出高达 499 亿美元。

登月之路

自 2023 年 6 月以来,宇航员里德·怀斯曼、维克托·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫以及加拿大航天局(CSA)宇航员杰里米·汉森一直在为他们的登月之旅做准备。

(来源:NASA)

作为阿尔忒弥斯 2 号的指令长,怀斯曼不仅拥有深厚的海军背景,更是系统工程领域的专家。他曾在美国海军服役 27 年,担任过顶尖试飞员,并在中东地区执行过多次战斗部署。2014 年,他在国际空间站(ISS)驻留的 165 天里,曾创下单周投入 82 小时进行科学实验的纪录。除了卓越的飞行技巧,怀斯曼还曾出任 NASA 宇航员办公室主任,负责管理全美宇航员的培训与任务分配。

格洛弗担任此次任务的飞行员,负责“猎户座”航天器的精密操作与导航。格洛弗的职业生涯始终与“第一”紧密相连:他曾是 SpaceX“龙”飞船首次商业载人运营飞行的飞行员,并因此成为首位在国际空间站长期驻留的黑人宇航员。作为拥有四项硕士学位的海军上校,他不仅精通复杂的飞行系统,还曾在美国参议院担任立法研究员,具备跨学科的战略视野。

任务专家克里斯蒂娜是航天界公认的“纪录打破者”。在加入 NASA 之前,她曾在南极和格陵兰的极端环境下长期从事科学研究,这种坚韧的心理素质为其太空生涯奠定了基础。2019 年,克里斯蒂娜在国际空间站连续驻留 328 天,刷新了女性单次太空飞行的最长时间纪录,并参与完成了人类历史上首次全女性太空行走。

来自加拿大航天局的任务专家汉森,是机组中唯一的非美国籍成员,也是国际合作精神的象征。汉森出身于安大略省的农场,后成长为加拿大皇家空军的王牌战斗机飞行员。尽管阿尔忒弥斯 2 号是他的首次太空飞行,但他已在地面为航天事业奉献了十余年,不仅担任过空间站与地面的首席通信官,还曾参与极端环境的水下模拟任务。

阿尔忒弥斯 2 号的实战化训练

为了确保这项史诗级任务万无一失,四名机组成员在过去几年接受了涵盖地质学、生存技能及深空导航在内的全方位高强度训练。

阿尔忒弥斯 2 号训练的一个关键部分是月球观测与摄影。在休斯敦的约翰逊航天中心,宇航员们通过研习月球背面,学习如何识别撞击坑形状、表面纹理、颜色变化和反射率。虽然此次任务不会登月,但机组将从月球轨道进行详细观测,为未来的阿尔忒弥斯登月任务收集重要数据。

除了教室授课和模拟器操作,机组还在艾灵顿机场驾驶 T-38 喷气式教练机进行飞行训练。T-38 能让宇航员暴露在高工作负荷、动态变化的飞行条件下,培养其空间感知和适应能力,这些技能能直接转化为在太空压力下做出果断决策的能力。

(来源:NASA)

此外,机组人员穿着“猎户座机组生存系统”宇航服参加了多次训练,以支持对猎户座飞船环境控制与生命支持系统的测试。这套宇航服能在发射、返回和应急情况下提供压力、氧气及热保护;而飞船的生命支持系统则负责管理整个任务期间舱内的氧气、水、温度和机组整体健康状况。

在约翰逊航天中心的猎户座任务模拟器内,机组反复排练了从常规操作到应急响应的每个阶段。模拟训练旨在教授宇航员如何诊断故障、管理多重优先级任务,以及在与地球通信延迟的情况下独立做出决策。通过这一过程,四位宇航员已精通猎户座舱内的每一个细节。

图 | “阿尔忒弥斯 2 号”任务组进行月球摄影练习(来源:NASA)

尽管阿尔忒弥斯 2 号不会降落在月表,但宇航员在偏远原始环境(如冰岛的火山区)中培养的地质学基础,对于实现任务的科学目标至关重要。机组将在轨道上检查包括撞击坑和月壤在内的特定地貌,记录颜色和纹理的变化,帮助科学家解读月球的地质历史。

任务将以在海面溅落告终。机组在 NASA 的中性浮力实验室(NBL)完成了水下生存回收训练。他们演练了在不同场景下安全离开猎户座飞船、稳定船体并登上救生筏的技巧,这些是他们从月球归来后最依赖的生存技能。

阿尔忒弥斯 2 号机组还在佛罗里达州肯尼迪航天中心完成了综合地面系统测试。包括全副武装的测试、全任务演习以及发射日模拟。

阿尔忒弥斯 2 号任务是“阿尔忒弥斯计划”的关键里程碑,将为阿尔忒弥 3 号测试在轨能力,以及阿尔忒弥斯 4 号和阿尔忒弥斯 5 号两次载人登月任务提供数据与信心。

如果阿尔忒弥斯 2 号一切顺利,它将极大提振信心、加速后续进度;若有问题,也能在载人前暴露并修复,避免更大风险。

1.https://time.com/7346146/artemis-ii-launch-nasa-astronauts-moon-mission/?utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=editorial&utm_content=290126

2.https://theconversation.com/artemis-ii-the-first-human-mission-to-the-moon-in-54-years-launches-soon-with-a-canadian-on-board-273881

3.https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/johnson/preparing-for-artemis-ii-training-for-a-mission-around-the-moon/

4.https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/orion.html

5.https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2026/things-you-may-not-know-about-orion.html

6.https://www.nasa.gov/missions/artemis/artemis-2/artemis-ii-whats-on-the-menu/?utm_source=TWITTER&utm_medium=NASA&utm_campaign=NASASocial&linkId=925358682

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