NASA再度推遲登月計劃,另有隱情

就在川普提名艾薩克曼爲NASA新局長的第二天,現任局長比爾·納爾遜最新宣佈:阿爾忒彌斯2號任務從原定的2025年9月推遲至2026年4月,阿爾忒彌斯3號任務從2026年9月推遲至2027年中期。

●最新時間表

這是繼今年1月推遲之後第二次延期該計劃。做到了年初年末兩度推遲動作。

這次推遲後的時間表,與去年11月底美國政府問責局(GAO)發佈一份阿爾忒彌斯計劃審計報告,給出的結論基本一致:美國首次載人登月(阿爾忒彌斯3號)不太可能早於2027年。

●推遲原因

導致這次推遲的主要原因在於,確定阿爾忒彌斯1號任務隔熱罩性能未達預期表現。2022年12月,阿爾忒彌斯1號任務獵戶座飛船重返地球時,隔熱罩出現「意外的碳燒損」(見上圖▲)。獵戶座飛船隔熱罩使用燒蝕材料,部分燒損是正常現象,但實際損耗程度遠超預期。

NASA公佈了這一問題的根本原因:熱量積聚在Avcoat材料外層,導致氣體被困在隔熱罩內部並導致內部壓力增大,從而引發裂紋和外層材料的不均勻剝落。這種情況發生在「跳躍返回」階段,也就是飛船多次彈跳進出大氣層的過程中。(注:Avcoat材料是一種用於隔熱罩系統的可燒蝕材料,用來保護飛船在再入地球大氣層時免受極高溫度的損害,具備可燒蝕、耐高溫、輕質量等特點)

●應對措施

美國宇航局負責月球火星計劃的副局長阿米特·克沙特里亞(Amit Kshatriya)解釋說,阿爾忒彌斯2號任務會暫時使用現有隔熱罩,但通過調整飛船重返地球時的飛行軌道來減少應力。儘管這種方法可能降低着陸精度,但可以避免因更換材料而耗時更多。

阿爾忒彌斯2號任務指令長裡德·懷斯曼坦言承認「任務延誤令人痛苦」,但他和另外三名船員(NASA宇航員維克多·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫,以及加拿大宇航員傑里米·漢森),都認爲徹底查明問題根源更重要。

其實,除了隔熱罩存在問題,阿爾忒彌斯2號任務還得解決生命支持系統、電力系統電池故障斷電等問題。

●另有隱情

在這次NASA最新情況通報會上,現任局長納爾遜(▲上圖左一)還是表現出對阿爾忒彌斯計劃和NASA未來持樂觀態度。他還透露已經致電賈裡德·艾薩克曼,邀請這位剛剛被提名的新局長訪問NASA總部。

要知道,被提名局長需要參議院表決通過才能在下個月上任,而且新政府團隊尚未開始與現任班底進行交接,因此,納爾遜這番操作顯得過早,過分熱情,過於刻意。這位拜登老友和左派政客到底葫蘆裡賣的什麼藥?

先從觀察家視角來看,外界對第二任川普政府是否會支持阿爾忒彌斯計劃充滿猜測。儘管這個計劃是川普首個任期發起的,但川普及其首要顧問馬斯克更熱衷於火星探索。而馬斯克一直批評NASA百般呵護的SLS項目,抨擊又燒錢又拖延又不可複用,跟他的星艦系統根本沒法比。包括馬斯克、艾薩克曼、博爾登、克魯茲、布隆伯格在內的政商名流,今年接連不斷地批評SLS項目甚至整個阿爾忒彌斯計劃。這就是在操刀前輿論造勢。誰都知道,NASA以及整個美國政府將在明年初經歷重大洗牌。這些人事變動意味着目前作出的任何決策都可能被廢止。小到阿爾忒彌斯任務推遲,大到整個阿爾忒彌斯計劃變更,包括SLS火箭和獵戶座飛船,可能都會被取消。

再從左派政客現任局長納爾遜的視角看待這一切,如同大兵壓境,最好主動求和示好,以求自保,儘可能保留現有計劃、預算、合同——實則保全背後龐大的既得利益。

於是,現任局長上演了一齣戲:打美國優先牌、打國際合作牌。

這位左派政客反覆強調:現行阿爾忒彌斯架構不會也不應該被取代。目前唯一飛越月球的載人航天器只有SLS火箭+獵戶座飛船的組合。阿爾忒彌斯計劃是商業與國際合作的成果,已有近50個國家簽署了《阿爾忒彌斯協議》。他暗示可能還會有一個國家即將加入協議,目前公開簽署協議的國家數爲49個。但如果美國希望趕在中國之前重返月球,時間就是關鍵。中國已經表示將在2030年前實現載人登月。納爾遜宣稱,阿爾忒彌斯3號載人登月任務的新日期,瞄準2027年中期。他正在安排與建造阿爾忒彌斯關鍵組件的承包商負責人會面——SpaceX(星艦登月器)、藍色起源(藍月球登月器)、波音(SLS)、洛克希德·馬丁(獵戶座)和Axiom Space(登月宇航服)以及提供獵戶座服務艙的歐洲航天局,反覆強調重點:「我們必須在所有合作伙伴之間建立一種共同的緊迫感,搶在中國之前登月,我認爲我們有。」

●更多不確定

其實,這副左派政客一臉的義正言辭,並不會迷惑即將上臺的保守派,更不會掩蓋既定事實。

○SLS項目早已被業界稱爲是美國航天的巨大浪費:開發14年耗資超過320億美元,嚴重超支60多億美元;至今僅僅發射1次;每次發射成本高達25億美元;每年運營費用26億美元(2023年起);原計劃利用航天飛機部件以降低成本,但SLS卻成了歷史上最昂貴的火箭。

○獵戶座飛船的棘手問題同時突出:隔熱罩出現炭化材料脫落問題,導致阿爾忒彌斯1號任務返回時多處接近失效,NASA花費兩年時間才公開承認隔熱罩有問題,很多業界人士認爲該設計不適合載人飛行;飛船生命支持系統電路中,二氧化碳吸收器的電動閥門存在設計缺陷;逃逸系統中的電池存在斷電隱患;2006-2023年18年獵戶座項目總花費高達294億美元;因關鍵部件延遲交付、設計缺陷、集成測試問題等造成額外費用,超支數十億美元。

○任務安排不合理:阿爾忒彌斯2號與阿爾忒彌斯1號任務類似,只是增加載人繞月,但耗時41個月。而阿爾忒彌斯3號作爲首次載人登月任務更復雜,卻計劃僅比阿爾忒彌斯2號推遲12-18個月。阿爾忒彌斯2號與3號任務時間間隔不合理,3號任務很可能推遲到2028年甚至更晚。這意味着首次載人登月不再是2026年,而是嚴重延誤到2028年。從新任NASA局長角度看,這就是即將卸任的現任局長挖的坑,埋的雷。

現在該到了新任NASA局長能否大刀闊斧大幹一場的節骨眼上。

現行阿爾忒彌斯整體方案是:先是SLS火箭+獵戶座飛船+登月版星艦,然後SLS火箭+獵戶座飛船+藍月球載人登月器。方案複雜、系統脆弱、預算過高、管理繁複,難以持續性執行。

到底是漸進式優化阿爾忒彌斯系列計劃(2號、3號任務保持不變,率先保證先載人登月;再從4號任務起全面砍掉SLS+獵戶座),還是一步到位徹底推翻現行方案,全面採用星艦系統作爲唯一載人登月方案——這是個棘手的重大問題。

拋開政治因素等不談,單從技術難度考量,也要大大打個問號:星艦是否可能完全取代SLS ?或者整個阿爾忒彌斯架構能被更快實現的星艦方案取代 ?

作爲NASA首選載人登月器,登月版星艦目前還處於待成熟開發階段。SpaceX星艦團隊必須完成大量複雜的技術工作,才能實現3號載人登月任務,包括關鍵技術:星艦原位回收、艦對艦在軌加油、星艦高頻發射/回收/對接、星艦登月演示。而爲了實現3號載人登月任務,SpaceX採用一套複雜方案:需要發射多艘加油星艦,進行艦對艦加油,爲登月星艦提供足夠量的推進劑。這當中存在諸多潛在風險和技術難關,比如在軌加油技術難題、推進劑蒸發損耗問題、貯存艙燃料沸騰問題、短時間快速連續發射加油星艦能力、載人登月器着陸能力……這些問題都極具考驗,而且都需要大量測試和多次演示,都需要在未來幾年(最快2025~2026年)遞進式完成,絕非易事。一旦實現就是航天奇蹟。