中科院院士揭秘,美国曾多次载人登月,为何几十年间再没上去过?
2024年底,NASA突然宣布阿尔忒弥斯计划的载人绕月任务再次推迟,原本计划2025年送宇航员进入月球轨道的行动,要延后到2026年甚至更晚。
这个消息让不少人疑惑:半个多世纪前,美国能在3年里6次把人送上月球,当时的技术条件远不如现在,怎么反而越往后越难了?
这个困扰全球航天爱好者的问题,中国“嫦娥之父”欧阳自远院士,通过几十年对月球科学的研究,给出了不一样的答案。
冷战航天
很多人只知道阿波罗计划的辉煌,却很少有人注意到,这场看似伟大的航天工程,从一开始就带着“急功近利”的基因。
上世纪60年代,美苏冷战进入关键阶段,苏联先一步实现卫星上天、载人航天,美国在太空竞赛中处处被动。
为了扭转局面,肯尼迪政府直接把“载人登月”当成了政治任务,喊出“十年内登上月球”的口号,换句话说,当时的登月不是为了探索科学,而是为了“比苏联快一步”。
为了实现这个政治目标,美国几乎动用了全国的资源。阿波罗计划前后花了250亿美元,按现在的币值换算,相当于2900亿美元。
巅峰时期,NASA的预算能占到美国联邦政府预算的4%,要知道现在这个比例只有0.1%。
那时候,全美国3000多家企业、200多所大学都参与进来,所有人的目标只有一个:尽快把人送上月球,插上美国国旗。
可这种“举全国之力冲政绩”的模式,注定难以长久。
1972年阿波罗17号完成最后一次登月后,苏联明确表示不跟进制人登月计划,美国的政治目标达成了,继续砸钱的理由突然就没了。
更关键的是,当时美国国内已经矛盾重重:深陷越战泥潭,经济增速下滑,反战情绪越来越浓,民众开始质疑:花这么多钱去月球“插旗”,还不如用来改善民生。
就这样,在政治目标达成、国内反对声四起的双重作用下,美国的载人登月计划,戛然而止。
中科院欧阳自远院士后来通过研究美国赠予的1克月岩,更看清了当时的问题:阿波罗计划虽然带回了381.7千克月岩,却没什么明确的科学规划。
月球两极的水冰、地下的熔岩管这些关键科学点,几乎没做探测;带回的月岩也大多是随机采集,没有系统的研究方向。
反观中国科研团队,用0.5克月岩就发表了14篇高质量论文,两者的科学效率差距,一目了然。
技术断代
很多人觉得,技术是越发展越先进,美国当年能登月,现在肯定更容易。
可事实恰恰相反,阿波罗计划结束后,美国航天陷入了严重的“技术断代”,简单说就是“当年会的技术,现在忘了”。
为什么会这样?因为当时为了快速登月,美国用的很多是“一次性技术”。
比如土星五号火箭,虽然推力大、能送宇航员去月球,但制造工艺复杂,成本极高,而且没有考虑后续传承。
阿波罗计划一停,土星五号的生产线直接关闭,相关的技术图纸虽然还在,但很多细节没人能说清了。
比如火箭发动机的特殊焊接工艺,当年掌握这门技术的工匠现在要么退休要么离世,年轻工程师对着图纸,根本不知道怎么复刻。
还有舱外航天服,现在美国能用的航天服,全是上世纪阿波罗时代留下的“老古董”。
总共18套,2套早年损毁,4套在航天飞机事故中没了,1套因为龙飞船任务报废,剩下的11套里,7套常年在维修,只有4套能在国际空间站用,还经常出现漏水问题。
这些年美国一直想研发新航天服,可不仅超支到10亿美元,交付时间还一推再推,不是现在技术不行,而是当年的核心技术没传下来,等于要从零开始。
乔治・华盛顿大学的航天专家斯科特・佩斯曾说:“我们停了50年,很多技术和经验都丢了。”这句话一点不假。
比如月球着陆器的制导系统,当年用的是大型模拟计算机,现在早就被数字技术取代,工程师要把老系统的逻辑转换成现代代码,比重新研发还麻烦。
这种“技术失忆”,成了美国现在重返月球最大的拦路虎。
当代航天
除此之外,阿波罗时代大家对航天风险的容忍度很高。1967年阿波罗1号在地面测试时发生火灾,3名宇航员遇难,可项目没停,反而加快了进度。
但现在完全不一样了,社会对安全的要求越来越高,一次事故可能就会让整个计划彻底终止。
为了保证安全,现在的登月工程要做无数额外工作。
就拿美国的猎户座飞船来说,工程师用超级计算机模拟了1000多种极端情况:返回地球时遇到极端高温怎么办?飞行中被陨石撞击怎么应对?每个可能出问题的环节都要提前想好对策。
飞船上的每一个焊接点,都要用X射线断层扫描反复检查,确保返回大气层时,2800摄氏度的高温不会把飞船烧穿。
发动机控制系统也改成了双核冗余计算机,200多项参数实时监控,一旦有爆炸风险,能立刻自动关停。
这些安全措施虽然必要,却大大增加了成本和时间。猎户座飞船的研发周期从原本的8年拉长到16年,预算也超了一次又一次。
不光是航天,现在很多大型工程都这样:上世纪40年代美国3年造出核武器,现在的核武器现代化计划要30年;当年一年能造一艘航母,现在“福特”号造了12年才服役。
不是技术倒退,而是现在对安全、环境的要求更高了,阿尔忒弥斯计划光环境影响评估就做了3年,还要开20多场公众听证会,这些步骤在阿波罗时代根本不存在。
成本也是个大问题,现在NASA的预算看似不少,但要分给韦伯望远镜、国际空间站、火星探测等好几个项目,能用到登月上的钱其实很少。
而且现在的航天工业不再是政府独家投入,SpaceX这样的商业公司靠可重复火箭把发射成本降了下来,反而显得NASA用的SLS火箭(单次发射40亿美元)又贵又低效。
一边是安全要求高、成本降不下来,一边是预算有限、还要跟商业航天竞争,美国重返月球自然举步维艰。
中国探月
欧阳自远院士从美国登月的教训里,为中国探月找到了一条不同的路,不搞政治冲刺,不追表面速度,只盯着科学目标稳步推进。
中国探月工程从2004年立项开始,就没急着载人登月,而是先通过无人探测积累技术。
嫦娥一号绕月飞行,把全月球的三维地形数据摸得清清楚楚;嫦娥三号实现月面软着陆,还发现了新型玄武岩,填补了月球地质研究的空白;嫦娥五号更厉害,直接带回1731克月岩,让中国成了第三个从月球取样的国家。
每一次任务都有明确的科学目标,不是为了“赶进度”,而是为了“解决问题”。
这种“稳扎稳打”的思路,还体现在技术积累上,比如嫦娥二号专门验证了月球轨道机动技术,为后续任务打基础;嫦娥四号突破了月球背面软着陆的难题,把探测器送到了人类从未到过的地方。
中国没有一开始就搞重型火箭,而是先通过长征系列火箭积累经验,现在长征十号载人火箭、梦舟载人飞船进入初样研制,每一步都走得很扎实。
国际合作方面,中国也走了一条开放的路,嫦娥四号上搭了德国的中子探测仪、瑞典的中性原子探测仪;嫦娥六号带了法国和意大利的科学设备。
2021年,中国还向全球开放月球样本申请,17个国家的团队拿到样本一起研究。
这种没有政治附加条件的合作,比美国阿尔忒弥斯计划里“协调各国技术标准”的麻烦模式,效率高多了。
月球探索的“新赛道”
欧阳自远院士说过,2030年左右会是各国重返月球的“窗口期”,但这次跟阿波罗时代不一样,大家不是为了争“第一个”,而是为了明确的科学目标。
比如研究月球水冰,未来可以用来在月球建基地;探测氦-3资源,这种清洁核聚变燃料在地球上很少,月球上的储量却够地球用几万年;还有把月球当成“跳板”,为探测火星积累技术。
现在各国的探月路线越来越清晰:美国虽然想重返月球,但面临预算削减、技术断代的问题,还把部分资源转向了火星探测。
中国按计划推进,2030年前实现载人登月的目标越来越近;欧空局也在跟企业合作,计划2025年前登月探测资源。
月球探索不再是单一国家的“政治秀”,而是变成了基于科学目标的“全球协作”。
回看美国登月的停滞,其实不是技术不行,而是一开始就搞错了方向,把航天探索当成了政治竞赛的工具,而不是长期的科学事业。
而中国探月工程的稳步推进,恰恰证明了“科学优先、稳步积累”的重要性。
未来的月球探索,不再是谁先“插旗”谁厉害,而是谁能真正解决科学问题、实现可持续发展,谁才能在这条新赛道上走得更远。