美國(guó)航空航天局1日實(shí)施“阿耳忒彌斯2號(hào)”載人繞月飛行任務(wù)，使用美國(guó)新一代登月火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”和“獵戶(hù)座”飛船，將4名宇航員送往月球軌道，展開(kāi)為期10天的繞月飛行。

這是美國(guó)自1972年阿波羅17號(hào)登月任務(wù)以來(lái)的首次載人“探月之旅”，也是美國(guó)“阿耳忒彌斯”登月計(jì)劃繼“無(wú)人繞月”任務(wù)之后的第二步。這次不登月、只繞月的載人任務(wù)重要性幾何？有哪些關(guān)鍵技術(shù)值得關(guān)注？宇航員安全又如何保障？

為何不登月卻依然重要

此次任務(wù)是美國(guó)“阿耳忒彌斯”登月計(jì)劃的第二次任務(wù)，也是該計(jì)劃下的首次載人飛行，被視為后續(xù)載人登月任務(wù)的關(guān)鍵鋪墊。其核心目標(biāo)并非抵達(dá)月面，而是對(duì)整套載人深空飛行體系進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。

美航空航天局表示，任務(wù)將在深空環(huán)境中檢驗(yàn)宇航員搭乘的“獵戶(hù)座”飛船的生命保障、導(dǎo)航控制、通信系統(tǒng)及任務(wù)運(yùn)行能力，并通過(guò)實(shí)際飛行數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)可靠性，為未來(lái)載人登月和深空探索任務(wù)降低風(fēng)險(xiǎn)、積累經(jīng)驗(yàn)。

按任務(wù)設(shè)計(jì)，飛船在發(fā)射后將先在近地軌道飛行兩圈，完成關(guān)鍵系統(tǒng)初步檢查，再執(zhí)行地月轉(zhuǎn)移，進(jìn)入繞月飛行軌道。任務(wù)期間，宇航員將對(duì)月球表面進(jìn)行觀測(cè)，并開(kāi)展一系列與環(huán)境和人類(lèi)健康相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

“阿耳忒彌斯”登月計(jì)劃于2019年啟動(dòng)，但進(jìn)展緩慢，相關(guān)任務(wù)執(zhí)行一再推遲，暴露出美國(guó)航天面臨的多重問(wèn)題和挑戰(zhàn)。美國(guó)媒體指出，此次繞月飛行任務(wù)的結(jié)果將直接影響后續(xù)登月任務(wù)的節(jié)奏與窗口選擇。美國(guó)公共廣播公司（PBS）報(bào)道說(shuō)，此次任務(wù)的重要性不僅在于技術(shù)驗(yàn)證，也是美國(guó)在新一輪國(guó)際航天競(jìng)爭(zhēng)中的戰(zhàn)略布局。

哪些關(guān)鍵技術(shù)值得關(guān)注

此次任務(wù)的一個(gè)突出特征，是新一代深空載人體系首次集中實(shí)戰(zhàn)演練?！疤瞻l(fā)射系統(tǒng)”火箭和“獵戶(hù)座”飛船均首次執(zhí)行載人任務(wù)，其可靠性將在深空環(huán)境中接受全面考驗(yàn)。雖然此前“阿耳忒彌斯1號(hào)”任務(wù)完成無(wú)人飛行驗(yàn)證，但載人狀態(tài)下的系統(tǒng)協(xié)同仍需實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。

從任務(wù)設(shè)計(jì)看，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)值得關(guān)注：

一是深空環(huán)境下的通信與導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試。飛船將在地球軌道短暫飛出全球定位系統(tǒng)（GPS）衛(wèi)星及近地中繼衛(wèi)星覆蓋范圍，檢驗(yàn)深空網(wǎng)絡(luò)的通信與導(dǎo)航能力，確認(rèn)相關(guān)系統(tǒng)為深空任務(wù)做好了準(zhǔn)備。

二是手動(dòng)飛行操作驗(yàn)證。在飛船與火箭上面級(jí)分離后，宇航員會(huì)將飛船切換至手動(dòng)模式，操控其飛行軌跡和姿態(tài)，以上面級(jí)為目標(biāo)，模擬與其他航天器對(duì)接的能力。這一步驟被稱(chēng)為“近距離操作演示”，它在地面難以完全模擬，將為后續(xù)月球軌道任務(wù)中關(guān)鍵的交會(huì)、近距離操作、對(duì)接等提供實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

三是電力供應(yīng)系統(tǒng)的分階段保障。發(fā)射及初期飛行階段使用飛行電池供電，以確保在最關(guān)鍵、最危險(xiǎn)階段獲得穩(wěn)定、可控電源；進(jìn)入深空后，飛船將主要依靠太陽(yáng)能電池板提供持續(xù)能源，電池系統(tǒng)則在無(wú)光照或應(yīng)急情況下提供補(bǔ)充電力。

四是自由返回軌道設(shè)計(jì)。在返航階段，飛船將利用地月引力場(chǎng)作用，在地球引力牽引下自然返回地球，無(wú)需重新啟動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)。多家媒體報(bào)道指出，這一設(shè)計(jì)被視為一項(xiàng)重要的安全冗余手段，可在推進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)仍能利用引力完成返航。

這些技術(shù)亮點(diǎn)意味著更高的技術(shù)門(mén)檻。作為新一代重型火箭，“太空發(fā)射系統(tǒng)”規(guī)模龐大、耦合復(fù)雜，推進(jìn)、低溫燃料與控制系統(tǒng)高度聯(lián)動(dòng)，任何局部異常都可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。此前演練中曾出現(xiàn)液氫泄漏、氦氣系統(tǒng)故障等技術(shù)問(wèn)題，凸顯系統(tǒng)調(diào)試難度。

同時(shí)，繞月軌道推進(jìn)精度要求極高，任何偏差都可能影響返回路徑，深空通信延遲也增加了操作和系統(tǒng)響應(yīng)難度。

宇航員安全如何保障

要離開(kāi)近地軌道、進(jìn)入深空環(huán)境實(shí)施載人繞月，任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)呈“疊加效應(yīng)”。飛行距離更遠(yuǎn)、速度更快、環(huán)境更復(fù)雜，系統(tǒng)容錯(cuò)空間明顯縮小。航天專(zhuān)家指出，載人深空探索風(fēng)險(xiǎn)不可避免，關(guān)鍵在于通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低風(fēng)險(xiǎn)并確?？煽亍?/p>

美航空航天局為此次任務(wù)構(gòu)建了一套覆蓋“發(fā)射-飛行-返回”全過(guò)程的安全保障體系。

發(fā)射階段確保宇航員的快速逃逸能力?！矮C戶(hù)座”飛船頂部配備發(fā)射逃逸系統(tǒng)，在發(fā)射階段出現(xiàn)異常時(shí)，該系統(tǒng)可在毫秒內(nèi)啟動(dòng)，將載人艙迅速拉離火箭主體，實(shí)現(xiàn)緊急撤離。發(fā)射臺(tái)也配備有應(yīng)急撤離設(shè)備，確保地面突發(fā)情況下宇航員安全轉(zhuǎn)移。

宇航員所穿的“‘獵戶(hù)座’任務(wù)組生存系統(tǒng)”宇航服，具備耐高溫、阻燃能力，其內(nèi)置接口系統(tǒng)可在緊急情況下提供氧氣，去除二氧化碳，支持長(zhǎng)達(dá)6天生存。繞月飛行期間，飛船內(nèi)部部署多組輻射傳感器，結(jié)合宇航員佩戴的個(gè)體輻射監(jiān)測(cè)裝置，可實(shí)時(shí)評(píng)估艙內(nèi)輻射水平并發(fā)出警報(bào)。

通信方面，任務(wù)使用美航空航天局近空網(wǎng)絡(luò)和深空網(wǎng)絡(luò)形成通信鏈路。飛船飛至月球背面時(shí)將出現(xiàn)約41分鐘通信中斷，其余階段均保持穩(wěn)定。

分析人士指出，與“阿波羅”時(shí)代相比，“阿耳忒彌斯”引入更多商業(yè)航天參與，系統(tǒng)復(fù)雜性顯著提升，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理提出更高要求。此次任務(wù)安全設(shè)計(jì)與驗(yàn)證結(jié)果，將直接影響美國(guó)未來(lái)載人登月及深空任務(wù)的實(shí)施路徑。