【科普】新一轮载人登月渐近，亮点知多少？

近日，中国载人航天工程办公室副主任林西强表示，我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。

放眼国际，新一轮载人登月任务正在紧锣密鼓地筹备中，其任务目标、人员选拔、运载工具与配套装备等都有哪些新亮点？是否会有更多新概念技术和设计方案？受人瞩目的载人登月又面临着怎样的前景呢？

登月路径有创新

美 国

纵观各国载人登月方案，美国主导的“阿尔忒弥斯计划”宣传最多、雄心最大。该计划总体上分为3步：第一步是名为“阿尔忒弥斯-1”的无人绕月飞行测试任务，已于去年底顺利完成；当前，美国宇航局正在筹备第二步——拟于2024年底发射的“阿尔忒弥斯-2”载人绕月任务，4名航天员自今年4月选定后，目前正在加紧训练准备；第三步之始则是原定于2025年底发射的“阿尔忒弥斯-3”任务，拟实现自1972年以来的人类“重返月球”。

西方规划的绕月空间站效果图

之后，“阿尔忒弥斯计划”将尝试频繁实施载人登月，为月面长期开展科研和生产生活做准备。为此，美国宇航局规划了关键任务节点——绕月空间站。作为地月中转站，绕月空间站将借助可重复使用飞船，建立长期往返的“太空航班”，帮助航天员在月面或月球轨道上长期驻留。对比“阿波罗计划”，这个载人登月工程的架构更大，步骤更多，这应该也是“阿尔忒弥斯计划”预计耗费巨大的重要原因。

俄 罗 斯

2018年，俄罗斯公布了载人登月计划，包括在国际空间站和月球轨道上测试一系列新技术，尝试组建绕月空间实验室，探索着陆月球新方式，争取在2035年左右建成月球基地等。按最初规划，俄方将在月面或月球轨道上建立模块化实验研究设施，支持不同时长的载人科研任务，并实施地月之间往返转移。不过，随着形势变化，俄罗斯载人登月前景面临着较大的不确定性。

此外，欧空局、日本、印度都提出了载人登月计划，与重型火箭“直达”月球轨道这种传统模式大不相同。虽然这些未必能如期执行，但都体现了新时代载人登月路径的不同选择。

中 国

我国新一代载人火箭、月面着陆器、新一代载人飞船模型

据公开报道称，我国已全面部署开展各项载人登月任务研制建设工作，包括研制新一代载人运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服等飞行产品，还要补充建设发射场以及测控通信着陆场等相关地面设备设施等。其中，新一代载人火箭发动机试车、载人月面着陆器发动机与舱壁攻关、定点落月技术、月面极端环境生存研究、月球重力条件模拟实验等关键领域的进展不断披露，表明中国航天人有条件、有信心如期完成任务。

人员选拔更严格

登月航天员需要具备怎样的素质？与近地轨道空间站上的航天员有何不同？这是载人登月任务必须解决的核心问题。

新时代载人登月计划强调综合效益，要求人类在月球上生存、活动较长时间，而月球没有大气保护，宇宙射线、微流星体等威胁不容忽视。考虑到月球地下洞穴有助于抵御这些威胁，特别是在登月任务早期难以迅速建造复杂而完善的建筑，因此未来登月航天员有必要具备在月球坑洞内生存的能力。

未来月球基地想象图

比如，月球马利厄斯丘陵下方存在直径数十公里的巨大熔岩管孔洞，内部结构复杂，不排除存在水冰资源。依托类似月球坑洞条件，配合3D打印、月壤资源原位利用等技术，或许有望为航天员提供绝佳场所，应对月面极端温度等各种威胁。更进一步，防护措施完善、内部环境适宜的月球基地建筑将为航天员提供更好的工作生活基础。

相比内部环境精准可控的近地轨道空间站，航天员在月球上面临的环境更具挑战性，风险更大，因此必须具备更出色的心理素质和体能。由于地月距离更远，绕月空间站支援能力有限，登月航天员很难及时获得增援，更强调自主工作和决策能力，对月球知识需要掌握更多，以便应对紧急情况。

以美国选拔登月航天员为例，要求具备1000小时以上的喷气式飞机驾驶经验，拥有科学、技术、工程学、数学相关教育背景的硕士及以上学位。虽然美国宇航局对于登月航天员的选拔和训练内容公开不多，但外界普遍认为，“阿尔忒弥斯计划”航天员将包括更多地质学、建筑学、矿物学、电磁通信等领域专家，以便完成更复杂的科研任务和远景开发工程。

此外，国外众多商业航天企业近年来积极研发月面着陆器、月球遥导航星座、月面能源供给与通信设备、探月机器人等配套设备设施，而在新型火箭、深空载人飞船、登月航天服等领域的投入则暗藏着商业航天从业者的雄心壮志。未来，商业航天参与载人登月业务，推动月球资源开发、绕月登月旅游等项目，应该不会令人意外。

梦想美好迎挑战

随着多领域技术进步，载人登月任务有了更多的方案选择，具备更成熟的技术基础，吸引着各方积极投入。不过，载人登月作为庞大复杂的航天系统工程，又面临新要求、新使命，不可能是一帆风顺的。

首先，各方对于月球和地月空间资源的争夺将愈演愈烈。

“阿尔忒弥斯计划”是美国时隔半个世纪后重启载人登月任务，标志着美国重新积极投入太空竞争。美国宇航局不仅反复强调在21世纪率先实现载人登月的意义，希望推动航天技术和产业发展，还表现出对月球南极水冰资源的占有欲。近年研究表明，月球南极可能存在利用率很高的水冰资源，如果能够用于制备高效火箭燃料，有望降低太空任务成本，因此各方新一轮探月计划和载人登月任务普遍瞄准月球南极区域。

月球南极可能存在丰富的水冰资源

至于有望助力可控核聚变的月壤氦3资源，还有决定诸多探测器、绕月空间站、登月舱使命前景的轨道、电磁频谱、着陆点选址等，同样是各方竞争的焦点。目前，多方公布的月面候选着陆点已出现部分重合，未来各方探月活动如何协调，值得关注。

其次，由于航天任务越来越庞大、复杂，对资源的需求越来越多，包括载人登月在内的航天工程的可持续性面临挑战。于是，各国航天普遍提升了对社会资源的利用和重视程度，助推航天技术在过去的10年间取得了丰硕的创新成果，也使得商业航天逐渐成为“探月大军”中不可忽视的力量。当前，商业航天提出了很多建设“地月航班”、月球基地等远景规划，但能否找到稳定的盈利点和增长模式，仍然前景不明。

最后一点也是最核心的挑战：投入问题。随着形势变化，很多国家官方对航天的投入面临不确定性，探月任务不断推迟或受挫，载人登月的梦想“照进现实”并非易事。

很多人记忆犹新，美国曾计划在2024年前将航天员再次送上月球，并宣布这只是初期目标，未来要把月球变成载人火星探索的测试场和中转站。然而，去年美国宇航局预计，“阿尔忒弥斯计划”到2025年将花费930亿美元；最近，美国宇航局承认，如果在未来5年内获得410亿美元，“比较可靠的目标”是2028年实现载人登月。

此外，俄暂缓重型火箭研发，调整月球设施规划；欧空局、日本航天任务逐渐加深依赖美国，投入也难以保证。这些都为载人登月的前景蒙上了阴影。

尽管如此，月球毕竟是人类亲身探索太阳系的第一站，而载人登月事业熬过半个世纪低潮后，有望迎来又一个“黄金时代”。送航天员前往月球，建立综合任务基地，开发利用月球资源，将是新时代航天的重要目标。祝愿各国载人登月任务早日成功，为人类揭开月球的更多奥秘。