一拖再拖，美国巨型登月火箭终于发射了！一文看尽十大精选知识点

腾讯太空 作者：乔辉

北京时间2022年11月16日14时48分，美国研制的天下最大推力火箭（Block1）搭载猎户座载人飞船发射升空，实行阿尔忒弥斯1号绕月飞行任务，发射所在位于卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中央。

本次是测试发射，飞船中有三个假人模子，身材内装有各种传感器，用于记载在飞往月球、绕月飞行以及返回地球过程中的科学数据。按照筹划，从发射抵达月球，绕月飞行并返回地球，全程约莫连续6个星期。

在此之前，阿尔忒弥斯1号任务因传感器故障、燃料走漏及飓风逼近等各种因素多次推迟。

一、阿尔忒弥斯筹划VS阿波罗筹划

阿尔忒弥斯筹划雷同于上世纪的阿波罗登月筹划，这是由美国发起的载人航天项目，告急由太空发射体系（SLS）、猎户座飞船、月球轨道空间站以及商业化的登月体系（SpaceX的星舰是告急候选者）构成，终极目标是让宇航员重返月球，并创建恒久的月球基地，乃至为未来载人登岸火星任务铺平蹊径。

在希腊神话中，太阳神阿波罗和月神阿尔忒弥斯是宙斯与勒托的子女。阿波罗是位多才多艺的男神，他的姐姐玉轮女神阿尔忒弥斯经常手持弓箭，在林莽和山野间与奉养她的众仙女狩猎。因此，阿尔忒弥斯筹划与阿波罗筹划遥相呼应，更恰当给探月计规定名。

我们知道，从1969年到1972年，阿波罗筹划共乐成实行了6次载人登月，先后把12名宇航员送到月球外貌。自从1972年阿波罗17号登月之后，时隔半个世纪，除了无人探测器，人类再也没踏上过月球外貌，因此，阿尔忒弥斯筹划的初期目标是让宇航员重返月球，竣事半个世纪的人类登月“空窗期”。

假如说阿波罗筹划的告急目标是去月球打卡，那么阿尔忒弥斯筹划更多是奔着科研和开发月球去的。

但美国的重返月球筹划也是一拖再拖，比闻名的“鸽王”韦布望远镜也好不到那里去。单从研发经费上看，制止现在，太空发射体系自己的研发费用已经高出了230亿美元，单次发射的费用也高达20亿美元。

二、阿尔忒弥斯载人返月分三步走

按照现在的筹划，载人登月安排在2025年实行的阿尔忒弥斯3号飞使用掷中，届时将有4名宇航员搭乘猎户座飞船飞往月球，此中2名宇航员终极会降落到月球外貌实行任务，包罗1名女性。

8月19日，美国航天局公布了阿尔忒弥斯3号任务着陆月球的13个候选地区，全都在月球南极，科学家对南极的永世阴影地区非常感爱好。

前面我们提到阿尔忒弥斯1号是无人绕月飞行，阿尔忒弥斯3号是载人登月飞行，那么阿尔忒弥斯2号实行什么任务呢？按筹划，阿尔忒弥斯2号2024年实行初次载人绕月飞行，为阿尔忒弥斯3号载人登月做技能测试。

因此，总结一下，按照时间线是如许：2022年阿尔忒弥斯1号无人绕月飞行、2024年阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行和2025年阿尔忒弥斯3号载人登月飞行。

三、飞往月球走什么轨道？几天能到？

火箭发射约莫18分钟后，就能把上面级火箭和飞船送入484公里高的地球近地轨道，51分钟后，实行近所在升轨使用，1小时38分钟后，开始点火进入奔月轨道。

约莫4天后，飞船来到月球附近，在月球引力的资助下，把飞船射入一个所谓的绕月“远逆行轨道”上，这种轨道与地月拉格朗日L1点和L2点相交，航天器在上面能稳固运行。猎户座飞船在“远逆行轨道”上绕月飞行一段时间后，由飞控职员选择何时驶出轨道，继而返回地球。

当猎户座飞船返回地球附近时，返回舱与服务舱择机分离，返回舱终极降落在清静洋上。根据美国航天局公布的消息，从发射到返回全程约莫耗时42天左右。

四、航天飞机“投胎转世”：美国重型登月火箭

实行本次发射任务的是一款叫Block1的火箭，从形状和涂装上也能猜得出来，这款火箭实际上是从航天飞机演变而来。两侧细长的固体火箭助推器，橙色的芯级火箭，无不透袒露航天飞机的影子。

Block1火箭的芯级接纳液氢和液氧为燃料，这与航天飞机外挂燃料箱内里盛放的燃料一样，发动机也接纳与航天飞机型号一样的发动机（RS-25），差别的是，航天飞机的主发动机有三个，Block1火箭芯级的主发动机有四个。

我们知道，氢和氧的燃烧可以大概开释出大量的热能，是现在最高效、能产生最高比冲的化学火箭燃料，但与此同时，液体状态的氢和氧也存在巨大的储存和运输困难。必要相识的是，液氧的沸点是零下183摄氏度，而液氢的沸点更是惊人的零下253摄氏度，仅高于绝对零度20度（绝对温度为零下273摄氏度），以是，直到相近发射才开始加注燃料。相比之下，固体燃料就要机动的多，可以提前准备。

航天飞机两侧各有一枚巨大的固体火箭，发射时给航天飞机提供大部门推力。同样，Block1火箭两侧也各有一枚固体火箭，长度较航天飞机的更长一些，但推力相称。 据盘算，Block1火箭发射时，两枚固体火箭能提供75%的推力。

技能资料表现，固体火箭发动机的燃料比力复杂：氧化剂，最常用的是：过氯酸铵，其他的有过氯酸钾、钠、锂，硝酸铵、钾、钠、锂；金属燃料，最常用的是铝，特别是超细铝粉，其他有氢，碳，锂，铍，硼，镁粉末；粘结剂，使氧化剂和金属燃料等固体粒子粘结在一起成为弹性基体，并为燃烧提供C、H等燃料元素。有聚氯乙烯，聚氨酯，聚丁二烯等。

五、新型Block1登月火箭和土星五号谁更强？

太空发射体系（SLS）是指NASA自从2011年研发的新一代可扩展的重型火箭运输体系，在已往十年间，计划方案颠末反复调解，现在最新的方案是：第一个版本的Block1；第二个版本的Block1B；第三个版本的Block2。

此中，Block1火箭用于实行前三次阿尔忒弥斯任务，后续五次接纳运力更强的Block1B版本，终极迭代到运力最强的Block2版本。这三个版本的火箭接纳雷同的芯级结构，差别之处在于上级火箭和固体火箭助推器的升级。下面我们来比力一下Block1登月火箭与土星五号火箭参数：

Block1登月火箭高98米，重2500吨，腾飞推力39100千牛（相称于靠近4000吨的推力），近地轨道的运载本领为95吨，地月转移轨道的运载本领为27吨。

土星五号火箭高110米，重2800吨，腾飞推力34500千牛（相称于3520吨的推力），早期版本的近地轨道运载本领为118吨，地月转移轨道的运载本领为41吨。

厥后，实行阿波罗15、阿波罗16个阿波罗17号任务的土星五号近地轨道的运载本领提拔到了惊人的140吨！地月转移轨道的运载本领也提拔至43.5吨！借助强大的运载本领，末了三次登月还把月球车一并带到了月球外貌。

假如单从以上参数上看，土星五号除了推力不如Block1火箭外，其他方面险些完胜对手，简直是超逾期间的产物，向土星五号致敬！

但从其他角度看，颠末50多年的技能演进，Block1在许多细节方面是高出土星五号的，特别是盘算机和信息传输体系。随着太空发射体系中火箭的升级迭代，到Block2火箭研发出来以后，其各方面性能是赛过土星五号的。

六、猎户座飞船和阿波罗飞船谁更先辈？

固然猎户座飞船的表面和阿波罗飞船比力相似，但内部空间是阿波罗飞船的2.5倍。根据现在的计划，猎户座飞船可以大概搭载4名宇航员飞往月球，而阿波罗飞船最多容纳3名宇航员奔月。

值得注意的是，阿波罗飞船由服务舱、返回舱和登月舱构成的三舱结构，而猎户座飞船没有登月舱，只有服务舱和返回舱。猎户座飞船要想把宇航员送到月球外貌必要借助专门的登月体系，现在呼声比力高的是SpaceX正在研发的星舰飞船。

阿波罗飞船上只有一部功能低下的盘算机，盘算本领远远小于我们的手机。猎户座飞船上有两部互为备份的盘算机。据NASA报道，猎户座飞船盘算机的内存是阿波罗飞船盘算机内存的12万倍，盘算速率是后者的2万倍。

遥想当年，阿波罗飞船仅靠一部本领云云有限的盘算机就乐成举行了6次载人登月，成绩了无法逾越的航天史传奇。

七、搭乘猎户座飞船的三名特别搭客

本次固然是一次无人的绕月飞行试验，但猎户座飞船里搭载了三名假人模子，此中，一个假人的名字叫穆尼金·坎波斯（Arturo Campos），坎波斯是参加过阿波罗和航天飞机筹划的电气工程师，在他的资助下，遇险的阿波罗13号飞船乐成返回地球。假人坎波斯身穿橘黄色的新款宇航服躺在猎户座飞船中，模仿载人飞行时的状态。

除了假人坎波斯之外，另有两个用环氧树脂制成的两个女模特，分别定名为Helga和Zohar，她们体内放置了各种传感器，包罗辐射计，以便记载飞船在阔别地球飞行途中的辐射水平，为后续载人登月提供参考。

八、低调搭便车的10颗立方体小卫星

跟随本次发射的另有10颗立方体小卫星，此中包罗一颗用于绘制月球水冰分布的小卫星、一颗盛放有酵母的小卫星、用于验证恒久深空飞行过程中辐射对生命体的影响的小卫星、一颗探测空间气候的小卫星、一颗用于探测月球光谱和热辐射的小卫星、乃至另有一颗日本的小型月球着陆器，假如乐成，日本将成为天下上第四个软着陆月球的国家。

九、中国在2030年具备载人登月本领

近来，据中国航天科技团体消息，我国新一代载人火箭和重型运载火箭未来将负担起载人登月、火星探测、木星探测和小行星探测等任务。别的，新一代载人火箭将在2030年左右具备送航天员登岸月球的本领；重型运载火箭研制乐成后，地月转移轨道的运载本领提拔至50吨，支持月球开发活动，这太令人期待了！！

别的，中国月球科研站更是受到外界的高度关注。探月工程总计划师、中国工程院院士吴伟仁此前向媒体透露，探月工程四期颠末多年论证，已于2021年底正式立项，进入实行阶段。

他详细谈到：“探月工程四期的告急目标是对月球南极开展科学探测，创建起月球科研站的根本型。后续将分3次任务实行，分别是嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号，筹划在2030年之前完成。现在研制工作盼望顺遂。”

十、探月热情举世高涨

2018年，俄罗斯假想使用名为“叶尼塞”的重型火箭作为载人登月和兴建月球基地的关键运载工具，这款火箭的计划地月转移轨道的运载本领至少为20吨，以满意2030年俄罗斯载人登月的本领。但在2021年，俄罗斯又公布停息叶尼塞火箭的研发，登月任务改为由多枚安加拉A5火箭实行。安加拉A5火箭在运载本领方面与长征五号相称。固然，现在来看，俄罗斯载人登月筹划变数还比力大，不确定因素还比力多。

印度对月球探测也布满爱好， 2008年乐成发射了月船一号绕月飞行器；2019年乐成发射了月船二号绕月飞行器，但其搭载的着陆器坠毁在月球外貌，没能乐成软着陆。根据现在的筹划，印度将在2023年发射飞行器、着陆器和月球车组合体到月球，一次性完成对月球的围绕、着陆和巡视任务。此前印度官方体现，他们正在做载人航天任务的工作，同时也在论证载人登月任务。

除了中国、美国、俄罗斯和印度之外，澳大利亚、加拿大、意大利、日本、卢森堡、阿联酋和英国等国家都在以各种方式参加阿尔忒弥斯筹划，期待能搭便车实行自己的月球任务。

月球被誉为人类的第八州，有着丰富的天然资源和地球上有数的矿物，比力著名的是月壤中的氦3资源，氦3是氦元素的一种同位素，可以作为核聚变的燃料，且反应过程中不产生放射性物质。理论上，几十吨氦3聚变产生的能量相称于全天下的整年用电量。固然，鉴于现在人类连第一代核聚变（氘-氘）还没有完全顺从，更新一代的氦3核聚变的研发另有更长的路要走。

月球是离地球近来的天体，相对于广袤的宇宙空间，月球如同在家门口，月球的引力只有地球六分之一，航天器的逃逸速率只有2.4千米每秒，非常恰当作为人类向深空发射航天器的基地，也是人类向深空进发的跳板。因此，非常期待未来各国月球任务能按筹划实行，早日实现百舸竞相飞月球的场景。