世紀(jì)之謎：美國載人登月計劃好像從零開始，為何如此？

文︱關(guān)品方

NASA的阿爾忒彌斯2號（Artemis II）載人繞月飛行任務(wù)已于前天成功完成。據(jù)官方公布，目標(biāo)是驗證獵戶座飛船的深空飛行能力，為2028年載人登月（Artemis IV）鋪路。乘組共4名宇航員（包括指令長、飛行員、任務(wù)專家及一位加拿大籍宇航員），飛行時長11天，最遠(yuǎn)距離地球40.7萬公里，打破阿波羅13號的紀(jì)錄。飛船在距月面6545公里處拍攝月球影像，包括月面環(huán)形山及地球逐漸沒入月影的“地球落下”畫面。宇航員記錄了日全食現(xiàn)象（月球完全遮擋太陽）。

關(guān)鍵是返航再入。飛船以3.86萬公里/小時（約30倍音速）沖入大氣層時，外部溫度高達(dá)2760℃，期間經(jīng)歷13分鐘黑障通信中斷。降落時以11具降落傘減速，最終以32公里/小時的速度濺落加州圣地牙哥附近海域。據(jù)報，今次飛行的技術(shù)創(chuàng)新是驗證新一代熱盾和生命保障系統(tǒng)，首次實現(xiàn)深空激光通信傳輸高分辨率影像，傳回迄今最高分辨率的月球背面及地球影像。此外還有一項商業(yè)合作細(xì)節(jié) : 艙內(nèi)攜帶4部 iPhone 17 Pro Max，給宇航員個人拍攝（手機(jī)由蘋果贊助，完成太空營銷背書）。

NASA今次繞月飛行算是整體成功。筆者奇怪，這好像是美國重新啟動月球探測計劃，一切從零開始，不知道是什么原因。美國已有12位宇航員、6次登陸月球。如今阿爾忒彌斯2號執(zhí)行升空飛行任務(wù)（4月1至11日），美國高喊“重返月球”的口號；但細(xì)看個中細(xì)節(jié)，頗堪玩味。

筆者一直關(guān)注人類航天任務(wù)，嚴(yán)肅神圣，從來不輕易質(zhì)疑。因為每一次發(fā)射、每一次飛行，都凝聚著人類的心血。今次阿爾忒彌斯2號于美國東部時間4月1日（18:35）從佛羅里達(dá)州休斯頓肯尼迪航天中心起飛，以號稱史上最強(qiáng)的SLS重型火箭托舉著獵戶座飛船升空，搭載著4名宇航員開啟載人升空飛行。這是自從1972年阿波羅17號之后，時隔54年，美國再次載人飛出近地軌道。此前因低溫天氣、氫氣泄漏等技術(shù)問題曾多次推遲，如今最終圓滿成功，值得肯定。這套飛船加火箭組合體是NASA新一代升空載人系統(tǒng)。火箭把飛船送入近地橢圓軌道后，首先在這個軌道繞地球飛了大約24小時，讓宇航員檢查飛船的各種系統(tǒng)，包括生命保障、溫控導(dǎo)航和通信系統(tǒng)，完成所有相關(guān)設(shè)備的測試后，飛船短暫飛離GPS和近地衛(wèi)星的通信范圍，演練升空網(wǎng)絡(luò)通信；因為飛抵月球附近時會有較長時段處在失聯(lián)軌道。這些方面的測試檢查完畢后，飛船的主發(fā)動機(jī)點火，執(zhí)行“地月轉(zhuǎn)移”，離開地球軌道往月球方向飛去。這一段歷時多天的飛行，宇航員除了繼續(xù)測試系統(tǒng)、檢測輻射影響外，只要和地面持續(xù)通話，之后就沒什么復(fù)雜的操作，平穩(wěn)地飛向月球。

飛船到達(dá)月球附近后，并沒有像當(dāng)年的阿波羅飛船那樣進(jìn)入月球軌道，更沒有減速準(zhǔn)備降落，而是沿著一條“自由返回軌道”，從月球背面掠過，就掉頭往回飛。阿爾忒彌斯2號飛船和月球表面的最近距離據(jù)報是4067英里（美國仍用英式度量衡），即大約6545公里。

月球繞地球運行的軌道是橢圓形的，地月之間的平均距離是38.44萬公里，大約是地球赤道周長的10倍。月球離地球的最近距離約為36.33萬公里，最遠(yuǎn)距離約為40.55萬公里。

飛船內(nèi)的4位宇航員全程只從艙內(nèi)看月球、拍照片，任何軌道制動繞月飛行都沒做，更沒有嘗試近月軌道飛行或測試降落的相關(guān)操作，只是飛過去遠(yuǎn)遠(yuǎn)看一眼掉頭就走，全程只是淺嘗即止。為何如此？這就是美國時隔54年“重返月球”的第一步？

NASA聲稱，要趕在中國宣布將于2030年（或之前）載人登月之前，搶先“再度載人登月”（目標(biāo)是2028年）。如今初步看來，只剩兩年時間，NASA不一定做得到。因為今次這第一步僅是把宇航員送到月球附近（離月面還相當(dāng)遠(yuǎn)）繞一圈后就飛回來。說是驗證載人升空飛行的系統(tǒng)，但這番操作相當(dāng)基礎(chǔ)、十分保守。回首當(dāng)年的阿波羅計劃，根據(jù)美國的官方公布，已經(jīng)有6次載人登月的經(jīng)驗，總共已有12名宇航員曾經(jīng)踏上月球，并取回月壤樣本。

當(dāng)年的阿波羅飛船直接切入月球軌道，登月艙以手動式精準(zhǔn)降落月面，宇航員在月面上行走取樣，開著月球車在月面馳騁，之后還能夠從月球起飛與指令艙對接，最后返航飛船安全返回地球，全程難度高但一步到位，堪稱人類航天的巔峰。筆者當(dāng)年（18歲）和絕大多數(shù)皇仁書院天文學(xué)會的同窗、以及全球關(guān)心天文學(xué)的年輕人一樣，對美國航天航宇的成就衷心佩服。

根據(jù)美國官方公布，美國宇航員首次成功登陸月球是在1969年7月20日世界公認(rèn)時間20:17:39，由執(zhí)行阿波羅11號任務(wù)的阿姆斯特朗和奧爾德林完成。阿姆斯特朗成為首位出艙踏上月球表面的人類，留下名言 ：“這是個人的一小步，卻是人類的一大步。”該登月任務(wù)從7月16日發(fā)射至7月24日返回，全程歷時8天3小時。登月艙在月球靜海區(qū)域著陸，兩名宇航員進(jìn)行了2.5小時的月面活動。

57年前美國就能夠完成載人登月的高難度操作，第一步就很超前。在2026年科技更進(jìn)步的今天，阿爾忒彌斯2號反而“近月軌道”也不進(jìn)，只遠(yuǎn)遠(yuǎn)地圍繞月球飛一圈、并未靠近。美國再度實施載人登月計劃，這第一步為何如此簡單，好像是從零開始？

NASA給出的解釋是技術(shù)斷代圖紙丟失、工程師團(tuán)隊已退休、材料工藝迭代更換。對此筆者高度懷疑。阿波羅飛船計劃的圖紙文檔、測試數(shù)據(jù)等如此重要的國家最高機(jī)密，竟然全部丟失？軌道力學(xué)、高熱防護(hù)、升空導(dǎo)航、進(jìn)出大氣層的基本原理，從來沒有變過。當(dāng)年美國應(yīng)該已完整地掌握了載人往返月球的全套能力，現(xiàn)在換了更強(qiáng)火箭更佳飛船，只需要驗證新型硬件的適配性。為什么還需要從零開始，驗證人類能不能飛近月球、能不能活著回來？

NASA小心翼翼，如履薄冰，不像是曾經(jīng)6次載人登月，更像是首次遠(yuǎn)航太空。這個謎團(tuán)亟待解開。專業(yè)網(wǎng)上有評論說，NASA現(xiàn)在做的，似乎還不如阿波羅8號在1968年完成的任務(wù)。58年過去了，好像沒有進(jìn)步，更像有所退步。

阿爾忒彌斯2號的保守表現(xiàn)，現(xiàn)正重新引爆全球?qū)Π⒉_登月的討論。面對質(zhì)疑，NAS從未正面回應(yīng)，既不拿出當(dāng)年的原始數(shù)據(jù)、遙測記錄和工程細(xì)節(jié)來徹底辟謠，對為什么今天的技術(shù)反而不及58年前的阿波羅8號不作解釋，只強(qiáng)調(diào)這次任務(wù)是為未來“再度登月”做準(zhǔn)備的必要測試。

航天能力和所有應(yīng)用科學(xué)技術(shù)一樣，是體系化、可繼承、可迭代的綜合運作，就像人類學(xué)游泳，學(xué)會了之后盡管多年不練，如重新再來，總會比初學(xué)容易得多，不可能退回到基礎(chǔ)起步點。如果美國當(dāng)年真的掌握了載人登月的能力，除非NASA故意隱瞞實力，絕不會是今天的樣子。但我們不要隨便懷疑美國可能從來沒有做到載人登月。有人懷疑那不過是為了勝過蘇聯(lián)、彰顯霸權(quán)的政治宣傳，只是一場精心策劃的世紀(jì)騙局。如果真是這樣，全世界再沒有人會相信美國。筆者在本文不愿意隨便亂說。

過去數(shù)天，全球媒體都有報道阿爾忒彌斯2號飛船重返地球的盛況 : 紅白相間的降落傘打開，宇航員安全出艙，相當(dāng)完美。根據(jù)相關(guān)報導(dǎo)，飛船切入地球大氣層之前的40分鐘，休斯頓控制中心的軌道專家們經(jīng)歷了一場算力危機(jī)。飛船以宇航速度返回地球時，進(jìn)入大氣層的角度必須分毫不差。角度太大，飛船直接燒成灰燼；角度太小，飛船就會像打水漂一樣，被彈回?zé)o盡的深空，永遠(yuǎn)失去返航的可能。這條“再入走廊”十分狹窄，類似刀刃的銳角。理論上，載人返回任務(wù)在50多年前的阿波羅時代早就已經(jīng)駕輕就熟，如今計算機(jī)的算力不知道翻了多少倍，怎么還會在這條早已摸透的“再入走廊”上遇到算力危機(jī)？

問題是當(dāng)日當(dāng)時的氣象數(shù)據(jù)出了差錯。地球高層大氣的電離層受到一次罕見的空間環(huán)境干擾，導(dǎo)致飛船預(yù)定再入?yún)^(qū)域的大氣層數(shù)據(jù)出現(xiàn)了完全不符合歷史模型的異常增厚。休斯頓控制中心的超級計算機(jī)只按照早前的數(shù)據(jù)進(jìn)行最后一次姿態(tài)修正計算。如果不及時調(diào)整返航軌道，阿爾忒彌斯2號將會以一個略微偏平的角度撞上突然增厚的空氣墻，結(jié)局將是不可逆轉(zhuǎn)的軌道彈射。休斯頓控制中心的專家們在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差時，距離飛船飛到切入點只剩下不到20分鐘。他們來不及重新建立一個完整的大氣流體力學(xué)模型。在航天領(lǐng)域，20分鐘只是一瞬間，沒法重新計算模型。飛船只能聽天由命，閉著眼睛往大氣層里硬闖。千鈞一發(fā)之際，面對突如其來的大自然變數(shù)，休斯頓控制中心束手無策。中國有一套斷層掃描天網(wǎng)的系統(tǒng)，融合了低軌氣象星座、高分遙感衛(wèi)星和地面超級量子算力，不需要調(diào)取什么歷史數(shù)據(jù)，而是實時對全球高層大氣進(jìn)行如同醫(yī)學(xué)核磁共振（CT/MRI）的掃描。中國的斷層掃描在發(fā)現(xiàn)大西洋彼岸飛船前方的流體出現(xiàn)異常后，通過國際氣象共享平臺，極其低調(diào)地發(fā)布了一組特定海域上空瞬態(tài)大氣密度剖面氣象參數(shù)，等于把一份精確到毫米級別的安全地圖直接截屏上載到國際共享頻道的公屏上。休斯頓控制中心看到這組救命數(shù)據(jù)，開始時滿腹狐疑，但是在生死存亡的倒計時面前，科學(xué)規(guī)律容不得傲慢。他們的首席軌道動力學(xué)專家在進(jìn)行了快速校驗后發(fā)現(xiàn)，這組來自中國的參數(shù)完美地填補(bǔ)了他們模型的漏洞。最終飛船指令長在休斯頓控制中心的授權(quán)下，手動將這組參數(shù)輸入了飛船數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對控制電腦飛船的仰角（acute angle）進(jìn)行微調(diào)，讓阿爾忒彌斯2號安全地穿過那層突變異常的大氣墻，避免了一場足以震撼全球的太空悲劇。

該飛船安全返回后，NASA在發(fā)布會上并未提及此事，向媒體大談美國如何征服太空。但是，在他們內(nèi)部的飛行日志里，那套來自中國公開發(fā)布的實時導(dǎo)航參數(shù)，將永遠(yuǎn)無法抹除。筆者認(rèn)為，如果屬實，這是對美國傲慢態(tài)度高維度的碾壓。

中國近年的載人再入為什么敢于向全球?qū)崟r直播實況？中國為什么愿意在國際氣象平臺上數(shù)據(jù)共享？什么是人類和自然物類命運共同體？中國不僅掌握了星辰大海的鑰匙，更具備了拯救對手的大國胸襟。