世紀(jì)之謎：美國(guó)載人登月計(jì)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(hào)（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(yàn)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(zhǎng)、飛行員、任務(wù)專家及一位加拿大籍宇航員），飛行時(shí)長(zhǎng)11天，最遠(yuǎn)距離地球40.7萬(wàn)公里，打破阿波羅13號(hào)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(yáng)）。

關(guān)鍵是返航再入。飛船以3.86萬(wàn)公里/小時(shí)（約30倍音速）沖入大氣層時(shí)，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(shí)以11具降落傘減速，最終以32公里/小時(shí)的速度濺落加州圣地牙哥附近海域。據(jù)報(bào)，今次飛行的技術(shù)創(chuàng)新是驗(yàn)證新一代熱盾和生命保障系統(tǒng)，首次實(shí)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(xiàng)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(gè)人拍攝（手機(jī)由蘋果贊助，完成太空營(yíng)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(guó)重新啟動(dòng)月球探測(cè)計(jì)劃，一切從零開始，不知道是什么原因。美國(guó)已有12位宇航員、6次登陸月球。如今阿爾忒彌斯2號(hào)執(zhí)行升空飛行任務(wù)（4月1至11日），美國(guó)高喊“重返月球”的口號(hào)；但細(xì)看個(gè)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(lái)不輕易質(zhì)疑。因?yàn)槊恳淮伟l(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(hào)于美國(guó)東部時(shí)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(hào)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(hào)之后，時(shí)隔54年，美國(guó)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(wèn)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(gè)軌道繞地球飛了大約24小時(shí)，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(cè)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?yàn)轱w抵月球附近時(shí)會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)段處在失聯(lián)軌道。這些方面的測(cè)試檢查完畢后，飛船的主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)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(shí)多天的飛行，宇航員除了繼續(xù)測(cè)試系統(tǒng)、檢測(cè)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(guò)，就掉頭往回飛。阿爾忒彌斯2號(hào)飛船和月球表面的最近距離據(jù)報(bào)是4067英里（美國(guó)仍用英式度量衡），即大約6545公里。

月球繞地球運(yùn)行的軌道是橢圓形的，地月之間的平均距離是38.44萬(wàn)公里，大約是地球赤道周長(zhǎng)的10倍。月球離地球的最近距離約為36.33萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)距離約為40.55萬(wàn)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(dòng)繞月飛行都沒做，更沒有嘗試近月軌道飛行或測(cè)試降落的相關(guān)操作，只是飛過(guò)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(guó)時(shí)隔54年“重返月球”的第一步？

NASA聲稱，要趕在中國(guó)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(lái)，只剩兩年時(shí)間，NASA不一定做得到。因?yàn)榻翊芜@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(lái)。說(shuō)是驗(yàn)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(jì)劃，根據(jù)美國(guó)的官方公布，已經(jīng)有6次載人登月的經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)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(duì)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(huì)的同窗、以及全球關(guān)心天文學(xué)的年輕人一樣，對(duì)美國(guó)航天航宇的成就衷心佩服。

根據(jù)美國(guó)官方公布，美國(guó)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(shí)間20:17:39，由執(zhí)行阿波羅11號(hào)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(gè)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(shí)8天3小時(shí)。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(shí)的月面活動(dòng)。

57年前美國(guó)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(hào)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(guó)再度實(shí)施載人登月計(jì)劃，這第一步為何如此簡(jiǎn)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(duì)已退休、材料工藝迭代更換。對(duì)此筆者高度懷疑。阿波羅飛船計(jì)劃的圖紙文檔、測(cè)試數(shù)據(jù)等如此重要的國(guó)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(lái)沒有變過(guò)。當(dāng)年美國(guó)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(yàn)證新型硬件的適配性。為什么還需要從零開始，驗(yàn)證人類能不能飛近月球、能不能活著回來(lái)？

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(gè)謎團(tuán)亟待解開。專業(yè)網(wǎng)上有評(píng)論說(shuō)，NASA現(xiàn)在做的，似乎還不如阿波羅8號(hào)在1968年完成的任務(wù)。58年過(guò)去了，好像沒有進(jìn)步，更像有所退步。

阿爾忒彌斯2號(hào)的保守表現(xiàn)，現(xiàn)正重新引爆全球?qū)Π⒉_登月的討論。面對(duì)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(cè)記錄和工程細(xì)節(jié)來(lái)徹底辟謠，對(duì)為什么今天的技術(shù)反而不及58年前的阿波羅8號(hào)不作解釋，只強(qiáng)調(diào)這次任務(wù)是為未來(lái)“再度登月”做準(zhǔn)備的必要測(cè)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(yùn)作，就像人類學(xué)游泳，學(xué)會(huì)了之后盡管多年不練，如重新再來(lái)，總會(huì)比初學(xué)容易得多，不可能退回到基礎(chǔ)起步點(diǎn)。如果美國(guó)當(dāng)年真的掌握了載人登月的能力，除非NASA故意隱瞞實(shí)力，絕不會(huì)是今天的樣子。但我們不要隨便懷疑美國(guó)可能從來(lái)沒有做到載人登月。有人懷疑那不過(guò)是為了勝過(guò)蘇聯(lián)、彰顯霸權(quán)的政治宣傳，只是一場(chǎng)精心策劃的世紀(jì)騙局。如果真是這樣，全世界再?zèng)]有人會(huì)相信美國(guó)。筆者在本文不愿意隨便亂說(shuō)。

過(guò)去數(shù)天，全球媒體都有報(bào)道阿爾忒彌斯2號(hào)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(bào)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(chǎng)算力危機(jī)。飛船以宇航速度返回地球時(shí)，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(huì)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(shí)代早就已經(jīng)駕輕就熟，如今計(jì)算機(jī)的算力不知道翻了多少倍，怎么還會(huì)在這條早已摸透的“再入走廊”上遇到算力危機(jī)？

問(wèn)題是當(dāng)日當(dāng)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)出了差錯(cuò)。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(jí)計(jì)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(jì)算。如果不及時(shí)調(diào)整返航軌道，阿爾忒彌斯2號(hào)將會(huì)以一個(gè)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?cè)诎l(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差時(shí)，距離飛船飛到切入點(diǎn)只剩下不到20分鐘。他們來(lái)不及重新建立一個(gè)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(jì)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(duì)突如其來(lái)的大自然變數(shù)，休斯頓控制中心束手無(wú)策。中國(guó)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(jí)量子算力，不需要調(diào)取什么歷史數(shù)據(jù)，而是實(shí)時(shí)對(duì)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(guó)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(guò)國(guó)際氣象共享平臺(tái)，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(jí)別的安全地圖直接截屏上載到國(guó)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(shí)滿腹狐疑，但是在生死存亡的倒計(jì)時(shí)面前，科學(xué)規(guī)律容不得傲慢。他們的首席軌道動(dòng)力學(xué)專家在進(jìn)行了快速校驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，這組來(lái)自中國(guó)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(zhǎng)在休斯頓控制中心的授權(quán)下，手動(dòng)將這組參數(shù)輸入了飛船數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)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(hào)安全地穿過(guò)那層突變異常的大氣墻，避免了一場(chǎng)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(huì)上并未提及此事，向媒體大談美國(guó)如何征服太空。但是，在他們內(nèi)部的飛行日志里，那套來(lái)自中國(guó)公開發(fā)布的實(shí)時(shí)導(dǎo)航參數(shù)，將永遠(yuǎn)無(wú)法抹除。筆者認(rèn)為，如果屬實(shí)，這是對(duì)美國(guó)傲慢態(tài)度高維度的碾壓。

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