54年后的豪赌：美国“重返月球”的真实意图到底是什么？

作者：三联生活周刊（微信公号）

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登月计划不再像50多年前那样被视为全人类大团结的象征，反正有可能把月球变成新一轮冷战的新战场。

*本文为「三联生活周刊」原创内容

美国东部时间4月1日下午6点53分，美国航空航天局（NASA）用自研的太空发射系统（SLS）把4名宇航员送入太空，正式开启了阿尔忒弥斯2号（Artemis II）任务。阿尔忒弥斯计划的最终目标是在2028年再次把人类送上月球，但本次发射不会尝试登月，甚至连月球轨道都不会进入，而是仅仅在地球和月球之间绕一个8字，于10天后返航。考虑到阿波罗宇航员已经访问过月球9次了，其中6次都是登月，为什么还会有那么多人关注呢？答案不在于月球本身，而是后续的一系列计划。

文｜袁越

难以到达的月球

人类最后一次登月发生在1972年，但在此后这50多年时间里，人类不但再也没有到过月球，甚至连地球轨道都没有飞出去过，难怪至今依然有很多人坚信阿波罗登月是伪造的。此次NASA重启登月项目，从运载火箭到登月舱再到返回舱似乎都要重新研发，仿佛阿波罗计划从来没有存在过，这是为什么呢？

这个问题要从两方面来看。首先，阿波罗计划留下来的很多设计理念和实践经验都被继承下来了，包括轨道汇合和登月舱分离再对接的思路，以及轨道计算、月球地形和重力场分布等等理论知识肯定也都没有被遗忘。

其次，当年的阿波罗计划属于典型的一锤子买卖，NASA唯一的目的就是让宇航员在月球表面打个卡，然后安全返回就可以了，其余一概不考虑，所以无论是运载火箭还是登月舱的设计原则都是一切从简，能省就省，能扔就扔，安全性能和工作效率也不像现在这么讲究。另外，当年的电子设备非常简单，计算机芯片更耐辐射，宇航员需要手动操控，自动化程度低。相比之下，今天的太空设备自动化程度非常高，安全冗余也比阿波罗时代高得多，对计算机芯片的防辐射能力提出了更高的要求。

最后一位登上月球的人吉恩·塞尔南指挥官（图源：NASA）

另外，阿尔忒弥斯计划的最终目的是为了建造月球永久基地，并为将来可能的登陆火星计划做准备，因此NASA需要大幅提高所有设备的工作效率和可操控性，无论是太空发射系统还是猎户座（Orion）飞船都要具备多次点火的能力，并尽量做到整体移动，而不是像当年的登月舱那样为了减重而在月球上留下一堆垃圾。所有设备还必须为将来可能出现的太空对接需求留下窗口，所有这一切都对设计师提出了更高的要求。

还有一点值得一提，那就是阿波罗计划所使用的土星五号火箭是从头开始设计的，其生产制造所用的承包商有很多都已不存在了。再加上当年很多承包商都是手工作坊，很多工序都是依靠工程师的个人经验来完成的，不少细节都没有传承下来。相比之下，太空发射系统则是用当年的航天飞机系统留下来的发动机重新拼装而成的，这么做可以为NASA节省经费，但因此也就要求设计师需要考虑更多的因素。

土星五号火箭（图源：视觉中国）

话虽如此，阿波罗和阿尔忒弥斯之间的传承断档说明NASA的工作重点一直犹豫不定，这一点既体现了美国体制的弱点，也是任何领域的先驱者所必须付出的代价。当年的阿波罗计划属于政治任务，NASA只能在条件尚不完备的情况下硬着头皮上。如果当年的NASA也像现在这样按部就班地往前走，登月这件事是不可能在1969年就得以实现的。

还有一点必须指出，那就是载人登月的难度远比大家想象的要大得多。首先，人类已经有半个多世纪没有飞出过地球近地轨道了，这个轨道的平均高度约为400公里左右，而月球与地球之间的平均距离约为40万公里，两者相差近1000倍。这就相当于你开车去附近超市买个菜，和你开车从北京去上海是两个完全不同的概念。

其次，月球表面没有大气层，无法借力，所有的降速和位置调整均需通过火箭来实现，不像火星那样可以使用降落伞，所以在月球上实现软着陆的难度一点也不比火星小。再加上这项操作没办法在地球上模拟，只能在实践中通过试错来学习，所以难度就更大了。

阿尔忒弥斯2号猎户座飞船拍摄的背光月球（图源：NASA）

第三，也是最核心的一点，那就是今天的NASA和60年前不一样了，经费也远不如当年那么充裕。阿波罗计划耗资250亿美元，大约相当于现在的2500亿美元，占当时美国联邦政府预算的4.4%。这就是为什么美国前总统肯尼迪（JFK）会说：“我们之所以选择登月，并不是因为这件事很容易，而是因为它很难。”相比之下，阿尔忒弥斯计划迄今为止一共花掉了930亿美元，这个数字仅占美国联邦政府预算的0.5%左右，两者相差悬殊。

当然了，930亿美元也不是一笔小钱。当年的美国之所以决意要登月，唯一的原因就是为了打败苏联，赢得冷战的胜利。那么，今天的美国又是因为什么样的原因再次尝试登月呢？

阿尔忒弥斯2号在美国时间周一下午1:57PM创下了人类距离地球最远的记录--40.6万公里，打破了阿波罗13号创下的40万公里记录。（图源：NASA）

为什么要重返月球？

北京时间4月7日，阿尔忒弥斯2号创造了人类距离地球40.7万公里的最远记录，宇航员终于可以在一张照片里同时拍下月球和地球的全身照了。阿波罗计划则是直接进入月球轨道的，宇航员距离月球太近，无法完整地拍到整个月球。

难道美国政府花了930亿美元仅仅是为了拍一张好看的照片吗？答案当然是否定的。NASA之所以急着重返月球，最大的原因就是美国政府找到一个新的冷战对手，这就是中国。

中国的月球探索计划一直在稳步推进，预计将在2030年尝试载人登月。如果中国仅仅只是派宇航员上去打个卡，还不足以威胁到阿波罗计划的历史地位，但中国的真正目的是在月球上建立一个永久性的人类基地，如果成功的话，美国的太空霸主地位就保不住了。

国际顶级学术期刊《Nature》文章

美国当年凭借阿波罗计划从苏联人手里抢走了太空霸主的宝座，但随后花重金打造的航天飞机计划遭到了惨重的失败，NASA元气大伤。为了重振旗鼓，小布什政府于2004年提出了“星座计划”（Constellation program），准备重返月球，并在月球上建立永久性基地。但奥巴马政府推翻了前任的政策，决定把重点放到登陆火星上来，太空发射系统和猎户座载人飞船都是为了这个新目的而研发的。

特朗普在第一任期内再次推翻了前任的太空政策，重新把登月视为工作重点，开启了阿尔忒弥斯计划。第二任期则强调了公私合营的政策，把很多项目外包给了私营企业，其中获益最多的就是马斯克旗下的“太空探索公司”（SpaceX）。据统计，仅在去年SpaceX就从17家联邦机构获得了将近100份合同，总价值约为30亿美元，其中就包括负责把宇航员从月球轨道送至月球表面的载人着陆系统（Human Landing System）。

不过，SpaceX必须和贝佐斯旗下的“蓝色起源”（Blue Origin）公司竞标该项目，所以马斯克在今年2月高调宣布把工作重点从登陆火星转到了登陆月球。其实明眼人早就看出马斯克的移民火星计划只是一个商业噱头而已，人类距离实现这一目标还差得很远。要知道，地球和火星之间的最短距离约为5500万公里，是地月距离的100多倍，单程至少需要耗时7个月。再加上火星探测器的发射窗口平均每两年只有一次，登陆火星的宇航员必须做好长期滞留的准备，所以登陆火星之前必须先把火星基地建好，否则就等于慢性自杀。以目前的技术水平，要想把宇航员送上火星再活着送回来无异于天方夜谭。

当然了，NASA并没有彻底放弃火星梦，因为这件事意义非凡，如果能实现的话，其影响力将远超阿波罗登月。于是，NASA决定先拿月球练手，尝试在月球上建立一个永久基地，为将来在火星建立基地积累经验。月球表面虽然很危险，但地下有很多岩浆洞，最大的洞穴甚至可以装下一整座人类城市，很适合建设永久基地。如果在不远的将来有数十甚至上百人在月球上安家，大家不要惊讶。

月球表面的阴影（图源：NASA）

NASA的另一个打算就是把月球建成未来的太空探索中转站，因为月球的引力小，又没有大气层，从月球表面发射火箭的难度要比地球小得多。但是，这就必须在月球上建立可靠的能源供应系统和燃料生产体系。其中能源大概率来自核电，NASA已经计划于2030年在月球上部署一座100千瓦的核反应堆。燃料生产则必须依靠水，科学家们已经在月球南极地区发现了13个地下水冰区，阿尔忒弥斯计划预计将会在其中选择一个作为登陆点。未来的月球永久基地大概率也将建在南极地区，其目的就是为了更方便地开采水冰，一方面为将来的月球居民提供饮用水，另一方面也可以通过电解水来获得火箭所需的氢燃料。

要想实现以上这些设想，所需的技术和资金都是海量的，光靠NASA一家机构肯定不行，因此NASA联合了其他国家甚至私营企业，一起来实现这个月球梦想。而那些国家和私营企业之所以愿意加入这场世纪豪赌，主要目的也不是太空探索，而是经济利益。

NASA 月球基地第三阶段设想图（图源：NASA）

跑马圈月

除了作为太空探索的基地和跳板，月球上还有很多矿物资源可以开采，其中就包括发展高新技术所必须的钛、白金和稀土元素。不过，考虑到开采的难度和成本，目前最有可能成为开采对象的就是氦-3（Helium-3）。这种氦同位素在低温制冷、医学成像和核聚变等领域都有着不可替代的作用，但地球上的储量不足0.5吨，远远满足不了需求，所以目前的价格高达每公斤2000万美元。月壤中含有大量被太阳风带来的氦-3，预估储量很可能高达100万吨，具有很大的开采价值。

但是，在月球上开采氦-3难度极大，采矿设备必须能够承受从零上120℃到零下170℃的巨大温差，而且每处理1吨的月壤才能获得几毫克的氦-3，所以这件事大概率必须等到月球基地建好之后才有可能实现。于是，包括欧洲空间局，以及日本、德国、意大利、以色列、加拿大、英国和阿联酋等国的航天局在内的8家机构共同参与了阿尔忒弥斯计划，分担了很大一部分研发重任。

上述国家和航天机构于2020年共同签署了《阿尔忒弥斯协议》（Artemis Accords），宣告了以欧美国家为核心的月球开发联合体的诞生。截止到目前为止，一共有61个国家签署了这份不具有法律约束力的《阿尔忒弥斯协议》，为开发月球资源制定了一系列行为准则和规范。

61个国家签署《阿尔忒弥斯协议》（图源：NASA）

2021年，中国与俄罗斯共同起草了《国际月球科研站》（ILRS）计划，准备和《阿尔忒弥斯协议》展开竞争。目前该计划一共包括13个国家，没有任何一个国家同时参与了《阿尔忒弥斯协议》，这就相当于把月球探索分成了两大阵营，新一轮太空冷战格局已然成型。

值得一提的是，美国国会于2011年通过了旨在限制中国与美国开展太空项目合作的《沃尔夫条款》（Wolf Amendment），这就相当于单方面把中国排除在外了。

类似这样跑马圈地的情况在人类历史上发生过很多次，北半球最著名的案例就是位于北冰洋内的斯瓦尔巴群岛，南半球当然就是南极洲。这两个地方都曾经是人类难以到达的无主之地，好在当年国际社会在人类具备大规模开发能力之前的1959年共同签署了《南极条约》，为人类保住了最后一片净土。

其实太空探索领域也有类似的做法，这就是1959年成立的“联合国外层空间和平利用委员会”（COPUOS）。但因为具备探索太空能力的国家实在是太少了，这个委员会的作用几乎为零。不过，美苏两大超级大国在冷战早期的短暂对峙之后曾经开展过非常密切的合作，包括共同制定太空行为规范，以及分享科学信息等。两国甚至在1975年完成了一次太空船对接，为后来的国际空间站铺平了道路。

联合国外层空间和平利用委员会召开年度会议（图源：COPUOS官网）

可惜的是，近年来东西两大阵营之间的隔阂反而越来越大了，新一轮太空竞赛愈演愈烈。导致这一结果的原因有很多，特朗普倡导的“美国优先”政策是其中最重要的一个。不幸的是，这次太空竞赛正好赶上太空技术平民化浪潮的开始，像韩国和阿联酋这样的小国都对进军太空表达出了浓厚的兴趣，窥探太空资源的私人企业更是如雨后春笋般纷纷冒出头来。所有这一切都急需一个强有力的COPUOS加以管理，以防太空殖民热潮进一步加大国与国之间的差距。

还有一件事非常值得重视，那就是越来越多的人造卫星正在填满整个地球近地轨道。据统计，目前地球近地轨道上有大约1.5万颗卫星，其中就包括星链计划已在轨的一万多颗通讯卫星。按照马斯克的原初设想，最终完成的星链计划将包括3.4~4.2万颗卫星，这就意味着SpaceX还将发射2~3万颗通讯卫星。不但如此，SpaceX刚刚于今年1月宣布了发射百万个太空数据中心的计划。如果再加上中国申报的20万颗通讯卫星的申请，近地轨道将变得拥挤不堪，对地面太空观测产生致命影响。

更可怕的是，一旦任意两颗卫星发生碰撞，产生的碎片将会让人类在很长一段时间内无法再次进入太空。要想预防灾难的发生，唯一的希望就寄托在COPUOS身上，但新一轮太空冷战进一步削弱了COPUOS的影响力，很多科学家都对此表达了忧虑之情。

月球科研

上述所有问题的根本原因就在于，人类太过急于把太空变成新的金矿，而不是将其视为科学探索的新边疆。

举例来说，虽然本次阿尔忒弥斯2号任务搭载了很多科研设备，但大部分科研项目的主要目的都是为登陆火星服务的。比如一套来自德国的系统将用于测量太空环境对电子元器件产生的影响，另一套来自阿根廷的系统则将用于评估辐射屏蔽技术的有效性，这两个项目都是为了测试电脑芯片等高精尖设备能否忍受火星之旅。

NASA主持的一个名为“阿凡达”（A Virtual Astronaut Tissue Analog Response，简称AVATAR）的项目则是为了找到一个估算宇宙辐射对人体健康危害的新方法。研究人员首先抽取4名宇航员的血小板，从中提取出未成熟的骨髓细胞，然后将其分别注入两块只有指甲盖大小的生物芯片中。其中一块芯片跟随宇航员上天，另一块留在地面。返航后科学家将会对比这两块芯片中的骨髓细胞的DNA突变率和染色体端粒长度的变化，再和每位宇航员的身体指标变化做对比，试图找出两者的关系。如果成功的话，以后NASA就可以先用芯片做太空测试，看看哪位宇航员更能适应深空环境。这样的实验在国际空间站是没法做的，因为后者仍然处于地球磁场的保护之下，受到的宇宙射线辐射强度比深空低得多。

《挽救计划》剧照

这些实验当然也很重要，但并不能帮助人类解决那些更加重要的问题，比如宇宙的起源与演变规律，以及地外生命的诞生条件。月球其实可以在这些方面提供很大帮助，比如我们可以在月球上建造大型天文望远镜，完全不必考虑大气层的影响。我们甚至可以利用月球表面的陨石坑建造一台超级望远镜，地外生命探索者可以利用这台望远镜看到遥远行星上的海洋或者森林。

再比如，地球的电离层会导致低频电子辐射失真。宇宙膨胀外加多普勒效应使得距离地球最远的星体传来的电磁波都是低频段的，只有建在月球上的射电望远镜阵列才能探测到来自遥远星系的电磁波，从而解开宇宙起源之谜。

另外，月球本身就是研究太阳系起源的绝佳实验场，因为月球表面从没被水腐蚀过，保留着太阳系形成初期的原始形态。

接下来一个很自然的问题就是：这些科学实验理论上都不需要人类宇航员直接操作，机器人就能胜任。对于太空旅行来说，机器人所需成本远比人类宇航员要低得多，为什么我们还要执着于派人上天呢？

《挽救计划》剧照

事实上，正是因为阿尔忒弥斯载人项目花费太多，NASA不得不取消了一项旨在从火星上取回岩石样本的计划。火星地表曾经遍布河流湖泊，很可能具备了孕育生命的原始条件。如果我们能取回火星车采集的岩石样本，将会为地外生命探索提供最直接的证据，其意义远比建设月球基地大得多。

既然如此，我们为什么还要坚持载人登月呢？NASA的解释是人眼远比任何电子设备更善于捕捉到颜色和亮度的细微差别，比如阿波罗17号的宇航员哈里森·施密特（Harrison Schmitt）用肉眼捕捉到了月球表面的一些橙色月壤，后续研究显示这是一次古老的火山爆发喷出的玻璃弹珠。

另一个更有名的案例就是阿波罗8号的宇航员威廉·安德斯（William Anders）拍下的那张著名的“地升”（Earthrise）照片，大家普遍认为只有人类才能一眼看出那张照片所蕴含的美学价值。

威廉·安德斯（William Anders）拍下的“地升”（Earthrise）照片

另外，人类地质学家的采样速度和准确度也都要比机器人更高，对于月球地质研究具有一定的优势。

可问题在于，随着电子设备质量的提升，尤其是人工智能的出现，上述缺点都是有可能被弥补的。即使电子眼仍然比肉眼差一点，或者机器人采样员仍然比不上人类地质学家，但前者在成本上的巨大优势也足以弥补两者之间的差距。因此，宇航员最大的价值不是科学本身，而是其象征意义。就像这次阿尔忒弥斯2号任务如果没有宇航员的话，根本不可能引起这么多人的关注。再加上执行这次任务的宇航员当中包括了一名黑人和一名女性，应该会鼓励更多来自少数族裔和弱势群体的太空爱好者投身太空探索事业。

“诚信号”（Integrity）探测器拍摄的日全食阶段的特写。画面左侧的亮斑是金星。（图源：NASA）

不过，因为特朗普政府的“反觉醒文化”立场，NASA官网拿掉了涉及相关议题的内容，也在后续宣传中淡化了宇航员身份多样性的讨论。阿尔忒弥斯2号发射当天晚上，特朗普发表了19分钟的全国电视讲话，再次对伊朗发出威胁。3天之后，特朗普政府公布了2027财年的预算提案，把国防支出提高了40%，达到了惊人的1.5万亿美元。非国防支出则减少了10%，其中就包括将NASA资金消减23%。登月计划不再像50多年前那样被视为全人类大团结的象征，反正有可能把月球变成新一轮冷战的新战场。