五十年前,三名美國太空總署太空人濺落在太平洋上,完成了最後一次阿波羅任務。在約翰·F·甘迺迪總統向美國發出挑戰,要求其致力於「將人類送上月球並使其安全返回地球」之後不到十多年,這一歷史性計劃就實現了其目標並結束了。
現在,我們要回去了。但這次會有所不同。
載人登月任務返回的關鍵時刻發生在美國東部時間11 月16 日凌晨1 點47 分,阿耳忒彌斯一號成功發射。升空時發出轟鳴聲和劈啪聲。火箭將獵戶座太空艙推向月球,在一次飛行中測試最終將太空人帶到月球的技術,男性和女性,回到月球表面。
德州大學埃爾帕索分校的地質學家何塞·烏爾塔多(Jose Hurtado) 表示:「這真是一次壯觀的發射。」他與美國宇航局(NASA) 合作開展任務模擬和宇航員地質學培訓計畫。 「這確實讓我明白了我對太空探索,尤其是人類探索的熱愛。這只是一場令人嚮往和鼓舞人心的奇觀,我希望每個觀看它的人都能得到一些靈感。

現在,美國和中國正在引領人類重返月球的道路。兩國的計劃是一項龐大而複雜的事業,具有潛在的巨大回報。兩者都旨在增進對月球和早期地球的科學認識,開發太空探索和在地球上使用的新技術,並為長期人類太空探索奠定基礎。
比流浪者好
太空歷史學家 Teasel Muir-Harmony 表示,阿波羅計畫是「一項服務於政治目的的技術計畫」。其根源在於美國和蘇聯之間的政治緊張和衝突。該計劃「旨在贏得世界公眾的心和思想。這是世界領導力的展示......民主的力量,然後也是資本主義的力量,」華盛頓特區史密森國家航空航天博物館阿波羅太空船收藏館館長繆爾-哈莫尼說
1969 年7 月20 日,阿波羅11 號太空人尼爾阿姆斯壯和巴茲奧爾德林在月球上邁出了人生的第一步。男子跳躍、跳躍甚至駕車穿越了我們星球上白鑞色、死氣沉沉的地形。阿波羅 17 號是最終任務在那一系列的登陸中,於 1972 年 12 月 14 日結束(SN:12/23/72,第 12 頁404)。當阿波羅17 號太空人尤金·塞爾南和哈里森·H·施密特在月球塵埃中留下腳印並與羅納德·埃文斯一起進入指揮艙後,人類就停止了在月球上行走。
自阿波羅17號以來的幾十年裡,來自不同國家的大約兩打太空船曾經造訪過月球。一些已經繞著軌道運行,另一些已經撞擊地表,以便研究人員可以研究這些碰撞碎片中的物質,還有一些已經著陸並進行了研究。帶回月球樣本到地球(SN:21 年 1 月 16 日,第 14 頁7)。
雖然這些無人駕駛太空船在月球探索方面取得了一些重大進展,但人類可以做得更好。 「沒有什麼可以取代在現場擁有人腦和人眼的價值,」烏爾塔多說。
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在為期 3.5 年的阿波羅任務中,十幾名太空人總共花了 80.5 小時探索月球赤道附近的表面。 「他們只探索了月球的最小部分,」休士頓月球與行星研究所的行星科學家大衛克林說。阿耳忒彌斯號船員將檢查一個新區域:南極。
阿波羅任務中太空人在月球上的時間、距離和著陸地點

阿波羅 17 號的一個時刻證明了他的觀點。施密特是唯一訪問月球的地質學家,他注意到一塊月球土壤具有特殊的銹色。他走過去,環顧四周,發現這是火山爆發的證據。他和塞爾南挖出了一些橙色土壤,用於後來的地球分析,結果表明土壤中的橙色玻璃團實際上是在大約 37 億年前的「火噴泉」爆炸中形成的。
這項發現支持了月球在年輕時曾有火山的觀點,對橙色土壤化學成分的進一步分析顯示月球與地球大約在同一時間形成。如果不是施密特很快就意識到他所看到的東西很重要,科學家就不可能接觸到橘色土壤。 「也許最終的現場工具是訓練有素的人類,」烏爾塔多說。
在他 2005 年出版的書中,火星漫遊行星科學家史蒂文·斯奎爾斯(Steven Squyres)寫道:「不幸的事實是,我們的漫遊車在完美的[火星日]中可以做的大多數事情,在現場的人類探險家可以在不到一分鐘的時間內完成。康乃爾大學的斯奎爾斯,領導勇氣號和機遇號火星車任務前往火星(SN:22 年 8 月 13 日,第 14 頁20)。
期待已久的月球回歸
阿波羅計畫結束後,美國太空總署將重點轉向太空站,為長期載人太空做準備。天空實驗室於 1973 年 5 月啟動,當年和隔年接待了四名太空人。幾年後,臨時太空站按照計畫在大氣層中解體。 NASA 的下一個太空站,即國際太空站 (ISS),是一個規模更大的協作項目,自 2000 年 11 月以來一直在接待太空人。
美國領導人偶爾會試圖將美國太空總署的目光從國際太空站所在的近地軌道轉移到更遙遠的前線。許多總統提議針對不同的勘探目標和不同的價格對不同的技術進行投資。但到了 2019 年,計畫已經確定:美國太空總署 (NASA) 將於 2024 年將人類送上月球南極,儘管時間表後來有所推遲。
副總統彭斯(Mike Pence) 於2019 年初表示:「第一位登上月球的女性和下一位登上月球的男性都將是美國太空人,由美國火箭從美國本土發射升空。 「不久之後,美國太空總署(NASA) 將這項計畫命名為「阿耳忒彌斯計畫」——以阿波羅神話中的雙胞胎名字命名姊姊。
阿爾忒彌斯計畫是美國太空總署月球到火星計畫的一部分,該計畫旨在將人類送入比以往更遠的太空。月球首先升起,太空人最快將於2025 年登上月球表面。往這顆紅色星球。
「阿耳忒彌斯的目標是在我們迄今為止所做的一切基礎上,真正開始在近地軌道之外建立人類存在,」位於華盛頓特區的美國宇航局人類探索和行動任務理事會的行星地質學家雅各布萊徹說
月球到火星的第一個重大測試是表明,NASA 的火箭、太空發射系統 (SLS) 已經開發了十多年,耗資超過 200 億美元,可以成功發射載人太空艙,而無需機組人員,超出近地軌道。
但這項努力的起步並不順利,阿耳忒彌斯一號的發射兩次因燃料洩漏而被擦洗,並因兩次颶風而推遲。現在它已經離開地面了,阿爾忒彌斯一號將測試 SLS 火箭和獵戶座高級乘員艙在大約一個月的月球往返旅行中(序號:8/26/22)。另一次試飛「阿爾忒彌斯二號」將遵循與第一次任務類似的軌跡,但搭載太空人,發射時間不早於 2024 年。
阿耳忒彌斯三號計畫於 2025 年發射,預計將重返月球,並透過讓第一位女性登陸月球表面來創造歷史。在那次飛行中,SLS 火箭將把獵戶座乘員艙發射到月球。當它到達月球軌道時,它將與目前由 SpaceX 公司開發的載人著陸系統對接。兩名太空人將登上 SpaceX 的飛船,前往月球進行 6.5 天的停留。該著陸系統還將把太空人帶回仍在月球軌道上的獵戶座,然後將他們送回地球。
如果一切順利,美國太空總署計劃大約每年執行一次阿爾忒彌斯任務。 「我們希望透過阿耳忒彌斯三號之後的任務,建立一些基礎設施,」布萊徹說。該基礎設施將包括用於在月球上開發和分配電力的硬體、供太空人長途跋涉的漫遊車以及最終在月球表面生活和工作的宿舍。目的是將太空人的停留時間從幾天延長到幾個月。
為了幫助支持這些月球太空人,美國太空總署正在領導創建一個新的太空站。它被稱為“門戶”,建成後將圍繞月球運行,也許到 2030 年代。與計劃於 2031 年初安全解體的國際太空站一樣,Gateway 將成為國際和商業研究站。它也將作為前往火星及其他地方旅行的中轉站。

月亮女神
美國太空總署太空人可能不會是唯一探索月球表面的人。中國的目標是在未來十年內將自己的太空人送上月球南極。 2004年開始的中國探月工程「嫦娥」——以中國月亮女神的名字命名——進展迅速。羅德島州普羅維登斯布朗大學的行星地質學家詹姆斯·海德說,它“非常有系統,做得非常好,他們的每一步都取得了成功”
2018年,中國將中繼通訊衛星送入繞月軌道。 2019年,中國在月球背面著陸了月球車,首次近距離觀察隱藏在地球之外的月球側面。那輛漫遊車仍在運行。 2020 年 11 月,中國發射了另一輛月球車,並於次月將月球近側的樣本帶到了地球。
儘管中國沒有透露具體的時間表,下一步是嫦娥六號,它將從月球背面收集並返回物質。 2026年,中國計畫發射嫦娥七號任務前往南極尋找水冰。 “毫無疑問,”海德說,“(中國)將在本世紀末將人類送上月球。”
中國的載人太空站天宮現已竣工並進入近地軌道。火星探索也在菜單上。中國於 2021 年在那裡安全著陸了月球車,並正在準備與美國太空船同期進行樣本返回任務。NASA-歐洲太空總署樣本返回任務到火星。

科學是一項國際事業,但美國太空總署和中國太空總署無法合作由於沃爾夫修正案(SN:2018 年 11 月 24 日,第 11 頁14)。該修正案附加在2011年美國撥款法案上,禁止美國NASA和白宮科技政策辦公室與中國合作、設計和規劃項目,除非獲得美國國會授權。
然而,一些月球科學家希望兩國之間能夠合作,例如共享返回的樣本。 「太空中有很多不同的地方可以去,複製一切是沒有意義的,」海德說。
雖然載人太空探索最初是一種競爭,但現在國際合作已成為常態。在國際太空站 22 年的歷史中,來自 20 個國家的太空人曾經訪問過該站,一起生活了數月,並為共同的利益而努力。
海德說:“國際太空站就像是一個裝在錫罐裡的軌道上的該死的聯合國。”私人公司也越來越多地參與國際太空站。對於月球到火星計劃,國際航太機構和私人公司正在參與、設計和製造關鍵零件。
需要一個村莊
以下是一些幫助建造美國太空總署獵戶座乘員艙、強大的太空發射系統火箭和門戶太空站的主要私人合作夥伴和國際太空機構。
航空噴射火箭達因:太空發射系統(SLS)重型火箭的發動機
波音公司:SLS 核心級,火箭最大的部件,裝有推進劑、發動機和“大腦”
加拿大航太局:機械手臂連接並存取網關的外部
歐洲太空總署:獵戶座太空船的服務艙,為乘員提供電力、空氣、水等必需品;網關加油艙和國際居住艙
日本宇宙航空研究開發機構:Gateway居住模組的必需品,包括生命維持系統和電池
洛克希德馬丁公司:獵戶座太空船和乘員艙
麥克薩科技:Gateway的太陽能電力和推進器系統
諾斯羅普格魯曼公司:SLS增強器和網關主模組
太空探索科技公司:阿耳忒彌斯三號載人著陸系統;啟動 Gateway 的前兩部分
到南極點
當人類再次踏上月球時,他們將調查一個從未探索過的地點,即月球南極。這是一個富含撞擊坑、隆起的古代物質和水冰(SN: 11/13/09)。美國和中國都瞄準了這一領域,以回答新的研究問題並獲得人類長期停留所需的資源。
這個坑坑洼窪的地形揭示了何時岩石物質撕裂了太陽系在其歷史的第一個十億年裡,撞擊新生的行星(序號:2012 年 4 月 25 日)。地球不再講述這段歷史,而是月球,沒有液態水或強大的大氣層來抹平證據,保留了隕石撞擊的表面記錄數十億年以來。休士頓月球與行星研究所的行星科學家大衛·克林說:“由於月球表面的記錄如此完美地保存下來,因此它是整個太陽系中了解行星起源和早期演化的最佳地點。”
雖然這些都是重要的謎團,但南極的深坑中也藏著一些令人興奮的東西——水冰。印第安納州聖母大學的月球探索科學家克萊夫·尼爾說,關於這些冰有很多東西需要了解。有多少?可以提取出來嗎?如何提煉它以供人類使用?阿耳忒彌斯探險家可以解決這些問題,從而實現更長期的探索。
這就是這次的目標:在科學探索中停留更長時間,並了解人類如何能夠在另一個天體上持久存在。史密森尼博物館的繆爾-哈莫尼表示,這項工作「將以前所未有的方式擴展人類經驗的界限」。
考慮到美國宇航局的時間表不斷推遲,以及從月球到火星的每個部分的成本估算不斷膨脹,這是一項艱鉅的任務。 2021 年的審計估計,到 2025 年底,阿耳忒彌斯計畫的成本將達到 930 億美元,比 NASA 的估計高出約 250 億美元。
接下來幾年的阿耳忒彌斯飛行將展示美國太空總署的能力。中國即將進行的任務將展示該國的月球探測所能取得的成就。世界將關注這兩件事。