美国初次重返月球为何失利了

liukang20242个月前 (05-19)166吃瓜1057

美国时隔52年的初次“重返月球”使命失利了。

当地时刻2024年1月8日2点18分，搭载着“游隼”号（Peregrine）月球着陆器的“火神半人马座”火箭，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。这晚气候很好，发起机焚烧甲烷时发生的深蓝色火焰在夜空中似乎被点亮的流星尾巴。

但发射数小时后，“游隼”号的推动体系内部发生毛病，形成推动剂走漏，导致航天器动力缺乏。“游隼”号飞翔32小时后，这一着陆器的研制制作公司太空机器人（Astrobotic）就宣告：“不幸的是，在月球上着陆现已不或许了。”

1月8日，“火神半人马座”火箭搭载着“游隼”号月球着陆器，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。图/视觉我国

不管从哪个视点而言，此次发射都含义特殊。对美国来说，“游隼”号是自1972年终究一次“阿波罗使命”完毕以来发射的榜首个月球着陆器，也是美国榜初次商业登月发射。一同，这是美国国家航空航天局（NASA）为重返月球的“阿尔忒弥斯方案”派出的榜首个先遣队。

在发射失利的音讯传来后，不出意外的是，NASA宣告载人登月使命推迟到2026年9月。

“有一千种不同办法能够让

阀门不高兴”

在太空中运转了10天零8小时后，本来方案“重返月球”的“游隼”号，正在“重返地球”。

当地时刻1月18日，Astrobotic对它的结局发出了最新预告：估计“游隼”号将从南太平洋上空进入地球，坠落在人烟稀少的区域。

开端，悉数都很完美，发射约50分钟后，“游隼”号向月球进发，但在约6小时后，Astrobotic宣告，航天器呈现“推动反常”，无法进行姿势操控，即太阳能电池板无法调整到正确视点以顺畅充电，尽管该问题很快经过更新操控算法得到解决，但“推动体系内的毛病”随后导致了推动剂的严峻走漏。对登月飞翔而言，这是一个丧命的问题，走漏将形成燃料提早耗费殆尽，使航天器没有满足动力前往月球。

世界宇航联空间运送委员会副主席杨宇光对《我国新闻周刊》解说说，对月球着陆器而言，姿势操控十分要害，由于只需经过姿势操控使太阳能电池板对准太阳，才干有用充电，获得电力。而“游隼”号的姿势操控首要依托推动体系，这也意味着，当推动剂用光后，姿势就会失控，航天器“很快会因没电而死掉”。

2023年11月21日，Astrobotic公司的“游隼” 号月球着陆器被封装在“火神半人马座”火箭的有用载荷整流罩中。图/美国国家航空航天局网站

人类登月的旅程历来伴随着困难和意外。现在，只需12个人曾踏上过月球外表，终究两位是1972年乘坐美国阿波罗17号登上月球的指令长尤金·塞尔南和驾驶员哈里森·施密特，他们在月球外表足足待了22小时4分钟，从航天器向外走了7.6公里。尔后，再没有一架载人航天器飞向这个“离咱们最近的街坊”。

直到最近几年，人类又重燃了对月球的爱好。NASA提出了重返月球的“阿尔忒弥斯方案”；我国“嫦娥五号”在2020年12月带着月球外表样本重返地球；2023年，印度“月船三号”在月球南极外表软着陆，成为继苏联、美国和我国之后，世界上第四个成功登月的国家。但更多的是失利，相同在上一年，日本、俄罗斯发射的登月航天器相继坠毁。

在杨宇光看来，相较日本、俄罗斯等国的失利测验，“游隼”号犯的过错或许“更初级一些”。他解说，登月大体需求五步，首先是火箭将登月探测器送入地月搬运轨迹；第二步，在该轨迹上大约飞翔3~5天，其间需求进行几回批改，以保证飞翔轨迹精确；第三步是近月制动，即探测器抵达月球邻近时减速进入绕月轨迹；终究两步是降轨和落月。“日本、俄罗斯的探测器都完结了前四步，在终究的落月阶段坠毁，这一步确实很难，由于要在很短时刻完结减速，相当于从每小时五六千公里的速度减到0，任何操控上的纤细差错，都或许导致坠毁。但‘游隼’号乃至还没有完结第二步，也无法进入绕月轨迹。”

实际上，推动器体系毛病是航天器毛病中一种常见类型。关于“游隼”号推动剂走漏的或许原因，Astrobotic内部的一种估测指向“没有很好密封的阀门”，导致高压氦气在飞翔中涌出，使氧化剂罐决裂。长期重视航天工业的人会清楚，阀门虽小，却是航天器中最常见、也最重要的组件之一，有必要以超高精度制作，尽或许轻，并能够接受极点温度、压力和振荡环境。关于走漏率，一些阀门有极严苛的要求：200 年内仅答应走漏一克氦气。

致力于开发航天器推动体系的草创公司Benchmark Space Systems首席技能官杰克·托伊弗特慨叹：“有一千种不同的办法能够让阀门不高兴。”早在2019年，SpaceX的载人“龙”飞船在地上测验中就因推动体系阀门走漏而爆破。2021年，波音公司的新一代载人飞船 Starliner 在第2次轨迹飞翔测验时也因阀门毛病而停飞。

我国航天科普大使、我国科学院国家空间科学中心研讨员周炳红对《我国新闻周刊》剖析，“游隼”号的过错发生在登月的更前期，这样的失利对美国而言，确实有些稀有。但首飞的探测器比其他探测器毛病概率要高，中心的一个原因就在于，地上试验无法彻底模仿太空中飞翔时的实在环境，真实发射后存在许多变量。因而，“游隼”号阀门没有紧锁，是否与发射时的振荡过大有关，抑或是其他原因，还有待进一步的数据发表，“我要着重的一点是，月球探究是一件很困难的事，任何一次首飞就像在做试验，当然有失利的或许”。

依照原方案，“游隼”号将在2月23日登陆月球并在外表运转大约10天，NASA最关怀的是航天器上的五个有用载荷，即“带着的货品”，其间有两台用于监测月球辐射环境的仪器，众所周知，辐射是人类在月球上进行长期活动的一大应战。别的几个科学设备能够剖析月球上的土壤和大气，寻觅水分子。“游隼”号的方针着陆点，是月球正面一块连绵数公里的区域，科学家以为这儿或许有“水的依据”。这些研讨都将协助美国更好地了解月球环境，并为下一步的载人登月铺路。

现在，这些科学方针都无法完结，但也不是毫无收成。当意识到无法顺畅登月后，Astrobotic就决议用现有电力来履行有用载荷使命并搜集尽或许多的数据。NASA随后称，“游隼”号上的两台仪器正在丈量地球和月球周围星际空间的辐射环境，这些数据能够为世界射线活动、太阳活动引发的太空气候“供给弥补见地”。杨宇光说，月球探测器一般在登陆前很少翻开科学设备，“游隼”号“只是在最坏的情况下做了一个不那么糟的挑选”，数据的科学价值有限，由于这些仪器首要是为了在月球外表作业而规划，并非地月空间。

尽管“游隼”号登月失利了，但此次发射最大的成功或来自“火神半人马座”火箭，Astrobotic着重，火箭顺畅地将“游隼”号发射至地月搬运轨迹，“没有痕迹标明推动反常是由于发射形成的”。

周炳红解说，该火箭是由美国联合发射联盟公司（ULA）研制的新式两级半运载火箭，由一级、二级及助推器构成，最大高度约67.4米。除固体助推器外，一级箭芯配备有2台BE-4液氧甲烷发起机，“这是一个全新的发起机”，二级箭芯仍选用2台传统的氢氧发起机，“整个体系相当于运用了三种不同的推动剂组合，结构十分复杂”。

此次发射成功，也意味着美国榜首枚液氧甲烷火箭成功入轨，美国成为继我国之后，世界上第二个走甲烷火箭技能道路的国家。值得一提的是，BE-4液氧甲烷发起机由美国商业航天年代的三大巨子之一蓝色来源研制，而成立于2006年的ULA则是美国航天的老玩家，由“国家队”波音和美国航空航天制作商洛克希德·马丁公司合资组成，曾独占美国火箭发射商场，但近年来遭到SpaceX的很大冲击。因而，当马斯克在交际媒体渠道X上恭喜ULA的新式火箭发射成功，该成功又与马斯克的竞争对手、相同代表太空新兴力量的贝佐斯（蓝色来源创始人）有关时，新旧前史交互，形成了一个风趣的对照。

“从中你能够看到，一个美国传统的航天企业，在面临剧烈的商场竞争时做出了一个适应商场的挑选。但一同，它的二级发起机仍是上一个航天年代的遗产。”对商业航天商场很熟悉的千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼对《我国新闻周刊》这样说。

永久没有100分的发射

“我四岁的儿子对我说，他的DNA迷失在世界中了！”

当“游隼”号宣告登月失利后，这条谈论很特别，它再次提示人们：这是一次商业登月，除了NASA为那些科学仪器购买“船票”外，Astrobotic能够挑选把“船票”卖给任何人。

《星际迷航》已故的创造者吉恩·罗登贝瑞和妻子是第一批“乘客”，早在20世纪90年代，他们就提出要把自己的骨灰样本送入太空。这一次，太空留念公司Celestis为他们供给了这一服务。该企业的宣扬标语很抒发：将火化的遗体或 DNA 送入深空，经过一次永久的游览来留念你所爱的人。他们将真实去“没有人去过的当地”。从20世纪90年代就开端的美国太空葬礼尽管已流行了数年，但这仍是榜初次挑选月球作为墓地。

罗登贝瑞一家人的“伙伴”中，还有《星际迷航》乌胡拉中尉的扮演者尼切尔·尼科尔斯、科幻小说作家阿瑟·C·克拉克和其他想要进行“特别离别”的普通人的骨灰。不过“船票”并不廉价，一次飞翔的起价是12995 美元。此外，美国三位总统的DNA也作为标志被送入月球，他们是：华盛顿、艾森豪威尔和肯尼迪。因而，当无法登月的音讯传来，美媒报导的标题是《吉恩·罗登贝瑞的骨灰正在太空中不受操控地飘流：一个孤单的结局》。

除了骨灰和DNA，这一次，Astrobotic还和敦豪快递（DHL）开发了“月球快递”，人们能够把任何留念品装在一种胶囊里，发送到月球外表，依据“包裹”巨细有不同的费用：从460 美元到 25800 美元不等。在航天器终究带着的151个胶囊里，有珠穆朗玛峰山顶的岩石、美国宇航员写给刚逝世父亲的信、一枚实体狗狗币、一面金属制乌克兰国旗，以及一位交际媒体痴迷者在同一个问题下搜集到的各种回复：假如你能向月球发送物品，你会发送什么？

“游隼”号上装满了人类的各种回忆，尽管它终究失利了，但这次冒险拉开了一个让所有人都能登上月球的新年代前奏。当世界上最大的物流公司正把快递事务扩展到地球之外，Astrobotic首席履行官约翰·桑顿明确地说：“咱们的服务价格是商场上最低的，咱们试图为企业、大学和政府建立起可担负的的登月通道。”

桑顿的言语充溢野心，但其实在1月8日发射前，简直没有人听过Astrobotic。这是一家成立于2007年的小型公司，只需150名职工，2019年获得了NASA价值7950万美元的合同。在研制“游隼”号之前，公司的拳头产品是月球周游车CubeRover，这是早在2017年就被NASA“小型企业立异研讨中心”选中的赞助方针，主打本钱优势和小型化。依据官网介绍，经过将周游车、有用载荷和月球着陆器一同规划，公司能够使每公斤有用负载价格降为 450 万美元。直到现在，Astrobotic对自己的定位仍是一家月球物流公司，方针是让客户低本钱探究月球。

近年来，人们对美国商业航天的重视更多聚集在SpaceX、蓝色来源这类大公司，却忽视了Astrobotic这种小型草创企业。蓝天翼指出，美国的商业航天之所以如此昌盛，是由于在冰山之下，NASA多年来一直在竭尽全力地培养草创公司，“NASA的扶持战略是，在企业还不具有才能的时分，我来支撑你，给你合同，不是我信任你能做出来，恰恰是我不信任你能做出来，或许有50％~80％的概率要失利，但不要紧，所以这是典型的风投逻辑。把钱给10个公司，只需有一家能跑出来，钱就没有白投。NASA的方针便是培养出下一个SpaceX。所以Astrobotic这种小公司，首飞就给了它这么重要的使命”。

在美国航天开展史上，这样的故事听起来很熟悉。NASA第14任局长比尔·尼尔森曾对媒体说：“你和马斯克坐下来，他会告知你，假如没有 NASA，他就不会获得今日的效果。”

早在2006年，在大都美国人还没听说过什么是商业航天的时分，SpaceX就从NASA获得了一份商业轨迹运送服务合同，NASA供给了2.78 亿美元的种子资金，用于赞助开发“猎鹰9号”。2008年~2016年间，SpaceX还获得了总价值达16亿美元的一系列商业补给服务合同，这些都是NASA自动为之，它在测验将世界空间站的货品运送商业化。两边的协作继续到现在，SpaceX现已从替NASA运货变成承运人，也成为美国“阿尔忒弥斯方案”的最重要参与者，2024~2027年排好的十几回登月发射使命，简直被它全包。马斯克有一次直白地表达对NASA的感谢，“我是NASA的忠诚粉丝，有一次我的暗码是‘我爱 NASA’”。

杨宇光以为，SpaceX成功的首要条件，便是NASA对它自动开放了相当多的资源，除在前期颁发各种商业合同外，NASA还答应它免费运用肯尼迪航天中心的39A发射台，“猎鹰9号”的主力发起机灰背隼1号中，最要害的部件喷注器直接选用了“阿波罗方案”中登月舱发起机上的同种产品。因而，SpaceX不能说是自食其力，而是许多吸收了美国曩昔数十年的航天效果、经历和经验。“总有人在说要培养出自己的SpaceX，但它的成功形式是很难仿制的。”

今日，美国航天的公私协作形式现已很老练。在美国“重返月球”的进程中，从2018年起，NASA商业月球有用载荷服务（CLPS）方案，把绝大部分登月使命商业外包出去，且承包商数量许多，其间许多是像Astrobotic这样的小公司。就鄙人个月，另一家小型企业Intuitive Machines将发射Nova-C着陆器，假如这次发射成功，就能代替Astrobotic完结它未完结的使命：完结美国榜初次商业登月。此外，该企业在2024年内还有两次发射方案，Astrobotic在今年年底也方案发射第二台着陆器“格里芬1号”。现在，和NASA签署CLPS合同的企业共有14家，这些合同悉数为“无限期交给”。

蓝天翼指出，美国的月球探究正处于前期阶段，NASA的期望是百家争鸣，在挑选承包商时，它不会过多介意质量问题，而更垂青企业在探究月球时思路的立异性。“比方一家公司做了一个和阿波罗11号如出一辙的着陆器，即便质量做得再好，NASA也不会选，但假如另一家企业在登月进程中，挑选了一条很别致的轨迹，能够更好地使用引力来节省时刻，这便是NASA想要支撑的，它垂青的是你用什么办法来履行使命。”他解说。

有谈论以为，“游隼”号失利会对美国下一阶段的登月发生影响，但在蓝天翼看来，这种影响“是微乎其微的”，由于一次发射失利了，还有更多发射在后面等着，更要害的是，后继者能从这次失利中学习到什么。

和以往很屡次相同，NASA对此次失利体现出了很高的宽恕度。“游隼”号呈现反常后，NASA科学主管尼基·福克斯说：“咱们将找出根本原因，协助下一次发射不再呈现这种反常情况。每一次登月尽力都为咱们供给了获取更多信息以及打破或许性边界的时机。”美国宇航局科学使命理事会副局长乔尔·卡恩斯也说：“每一次成功和波折都是学习和生长的时机。”

周炳红以为，美国商业航天最值得学习的一点是它的“宽恕失利文明”，其背面是一种进程办理思想，不寻求“一次成功”，而是经过在短时刻内高密度的发射火箭来总结经历经验，每次失利后，鄙人一次使命中能够防止相同的过错，触类旁通，经过这种形式，也能够让技能的迭代加快。“SpaceX选用的便是这种屡次迭代的开发途径，相同是‘猎鹰9号’，现在最新版别火箭的运载才能，比前期版别提升了一倍以上，这种办法还能够下降新式火箭的研制和开发本钱。所以对一个新的航天企业而言，假如每次都想要做到100分，永久没办法发射。”

发射至今，Astrobotic简直以每隔几小时的频率在交际媒体X上更新发展，它展现出的透明度和谈论区的友善气氛都令人形象深入。1月9日晚上，坐落航天器甲板底部的摄像头捕捉到了一张图画，右上角的边际处露出了一点弯弯的月牙状光斑，十几个小时后，Astrobotic高兴地宣告：“咱们的飞翔动力学团队现已承认，这个曲折的钩子便是地球！”

1月14日的第17次更新中，“游隼”号的研制团队破例发了长长的一段话，其间写道：“现在，推动剂的走漏速度现已十分慢，尽管咱们信任航天器有或许再运转几周，但有必要考虑到推动体系的反常状况，燃料与氧化剂的份额远远超出了主发起机的正常作业范围，使长时刻受控焚烧不再或许。咱们决议负责任地安全完毕这次使命，以维护地球轨迹上的卫星，并保证不会在地月空间中发生碎片。”所以，“重返地球”，成为了“游隼”号的终究飞翔道路。

Astrobotic首席履行官约翰·桑顿说，“这次使命教会了咱们许多东西，我对下一次登月使命充溢信心。”关于“游隼”号的结局，一条谈论说：“这是一个很棒的故事，谢谢你们！”

发于2024.1.22总第1126期《我国新闻周刊》杂志

杂志标题：美国初次“重返月球”失利背面

记者：霍思伊

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