阿尔忒弥斯2号：载人登月前的关键深空彩排

本文来自微信公众号：中国国家天文，编辑：怀尘，作者：庞之浩，原文标题：《阿尔忒弥斯2号发射 | 载人登月前的关键彩排》

北京时间4月2日晨，阿尔忒弥斯2号发射升空。来源/NASA

2026年4月2日，美国阿尔忒弥斯2号任务开启了自1972年阿波罗17号以来人类首次载人深空之旅。这是时隔54年，人类再次飞出近地轨道、近距离环绕月球的载人飞行，也是阿尔忒弥斯计划的首次载人任务，为后续载人登月、月球基地建设及火星探测筑牢基础。

一、载人登月前的关键彩排

2017年，美国国家航空航天局启动阿尔忒弥斯计划，核心目标是重返月球并建立可持续存在，为载人火星探测铺路，核心装备包括“航天发射系统”重型火箭、“猎户座”多用途载人飞船、曾计划的“门户”月球空间站（现已取消）及商业着陆器。

阿尔忒弥斯2号任务徽章。来源/NASA

作为计划第二阶段任务，阿尔忒弥斯2号的核心是为期10天的载人绕月飞行测试，旨在验证火箭、飞船及地面支持系统在载人状态下的可靠性，确认生命保障、通信等关键系统的深空适配能力，演练轨道机动与应急处置流程，为后续载人登月扫清障碍（美国近期决定2027年发射阿尔忒弥斯3号，试验关键技术但不载人登月）。与阿波罗时代的“竞赛式登月”不同，本次任务聚焦“可持续探索”，不实施月球着陆，专注积累深空飞行关键数据与工程经验。

夜幕中的“航天发射系统”重型火箭。来源/NASA

任务关键节点清晰：2022年12月，阿尔忒弥斯1号无人绕月任务验证了核心装备基本性能；2023年，“猎户座”欧洲服务舱完成测试交付；2025年10月，火箭与飞船完成总装对接；2026年1月完成加注测试、发射演练等彩排；2026年2～4月从肯尼迪航天中心39B发射台升空，10天后完成地月转移、月球飞越等流程，飞船溅落太平洋，宇航员返回地球。

飞行流程分为五阶段：发射入轨阶段，火箭点火后2分钟固体助推器分离，8分钟后芯一级与上面级分离，上面级将飞船先送入椭圆低轨，再提升至高地球轨道（约46000英里）；地月转移阶段，上面级（ICPS）执行地月转移注入（TLI）点火，分离后由欧洲服务舱（ESM）提供推进与姿态控制；月球飞越阶段，飞船沿自由返回轨道接近月球（最近点距月表约7400千米），借月球引力无动力转向；深空测试阶段，宇航员测试手动操控、辐射防护等系统，地面验证深空通信导航；返回地球阶段，飞船脱离月球引力区，欧洲服务舱点火修正轨道与姿态，导向地球再入走廊；随后乘员舱与服务舱分离，单独再入大气层（承受约2760℃高温），最终溅落太平洋。

二、运载火箭的载人适配升级

阿尔忒弥斯2号使用的“航天发射系统”初始构型火箭由波音公司研制，在阿尔忒弥斯1号火箭基础上完成多项载人适配改进，核心是提升可靠性与安全性。火箭高约98米，直径8.4米，起飞质量2688吨，推力约3900吨，地月转移轨道运载能力超27吨，为两级半构型，芯一级配备4台RS-25液氢液氧发动机，并联2个五段式固体火箭助推器，上面级用于送入目标轨道，运载系数约1.67%，预留充足安全冗余。

打造中的“航天发射系统”。来源/NASA

四大关键改进凸显载人特性：一是发动机与控制系统冗余升级，RS-25发动机更换密封件、升级故障诊断模块，固体助推器优化推进剂配方，新增安全分离系统，分离成功率达99.99%；二是首次配备“猎户座发射中止系统”，发射段0.2秒内可将飞船带离危险区域，响应速度与覆盖范围优于阿波罗逃逸系统；三是优化燃料管理，芯一级贮箱新增低温绝缘层，加注后发射台停留时间从4小时延长至6小时，提升发射窗口灵活性；四是升级发射台与测控系统，改造39B发射台并搭建双测控链路，故障响应延迟控制在1秒内。系列改进后，单次发射事故概率从无人任务的1/1000降至1/5000，达NASA载人航天最高安全标准。

三、“猎户座”飞船的深空优化改造

“猎户座”飞船由洛马公司研制，在阿尔忒弥斯1号无人飞船基础上围绕宇航员生存与操作完成系统性改进，发射质量约21.9吨，由乘员舱与服务舱组成。乘员舱直径5.03米，可容纳4名宇航员，密封舱容积9.3立方米；服务舱由欧洲空客研制，负责推进、供电等功能。飞船配备循环式生命保障系统（支持4名宇航员最长21天自主飞行）、先进通信导航系统及直径5米的烧蚀式隔热罩，可承受2760℃再入高温。

为“猎户座”乘员舱安装热防护罩。来源/NASA

改进细节聚焦五大方向：一是乘员舱升级生命保障系统，氧气再生效率提升至90%，新增应急氧气储备罐；二是强化辐射防护，增设2厘米聚乙烯防护层，屏蔽70%深空高能粒子，配备实时辐射监测仪；三是优化人机交互，采用高清触控屏与语音控制，升级自适应缓冲座椅；四是服务舱推进系统采用双备份设计，太阳能电池板功率提升至12.5千瓦，热控系统适配深空极端温差；五是升级通信导航，激光通信速率达1.2吉比特/秒，导航定位误差缩小至3千米，支持月球背面自主导航，同时保留应急通信链路。

在肯尼迪航天中心总装的“猎户座”飞船。来源/NASA

四、背景多元的宇航员团队及训练

执行任务的4名宇航员兼具丰富经验与多元背景，覆盖核心岗位并体现包容理念：指令长里德·怀斯曼曾在轨飞行165天，完成2次太空行走，负责任务决策与应急处置；驾驶员维克多·格洛弗是首位绕月飞行的黑人宇航员，曾在轨飞行168天，负责飞船驾驶与通信；任务专家克里斯蒂娜·科赫保持女性单次太空飞行时长纪录（328天），作为首位绕月飞行女性宇航员，负责生命保障系统监测与科学实验；任务专家杰里米·汉森是首位参与载人绕月任务的加拿大宇航员，负责设备检查与国际合作协调。

执行阿尔忒弥斯2号任务的4名宇航员：科赫Christina Koch、格洛弗Victor Glover（后排）、汉森Jeremy Hansen和怀斯曼Reid Wiseman（坐着）在约翰逊航天中心揭幕。来源/NASA

乘组自2024年5月起开展全流程训练：累计超1000小时模拟器训练，覆盖飞行全环节；模拟20余种故障场景，强化应急处置能力；开展离心机过载、水下失重及心理抗压训练，适配深空环境；与欧洲、加拿大航天局开展联合演练，保障跨机构协同衔接。

五、技术亮点与深远影响

阿尔忒弥斯2号融合近50年航天技术革新，形成四大特色：一是模块化可扩展设计，火箭与飞船可通过升级适配不同任务，降低研发成本；二是构建“被动防护+主动监测+医学保障”全链路辐射防护体系；三是采用美国主导、多国协同的国际合作模式，打破阿波罗时代单一国家主导格局；四是实现“自主控制为主、人工干预为辅”的操控模式，月球背面可自主运行72小时，人机协同提升可靠性。

探秘即将进入“猎户座”飞船的乘组。来源/NASA

任务若成功，将直接推动阿尔忒弥斯计划推进，为后续月球空间站建设和载人登月提供技术支撑，同时积累月球科研数据。长远来看，验证的深空技术将助力载人火星任务突破瓶颈，带动商业航天发展，加速航天材料与能源技术民用转化，巩固美国深空探索领先地位，推动全球航天形成“竞争+合作”格局。

六、面临的挑战与未来展望

任务科学目标以验证载人深空飞行能力为主，兼顾月球与空间探测：监测深空辐射对人体的影响，研究微重力下的生理变化，获取月球背面及南极区域遥感数据；同时验证“猎户座”飞船生命维持、通信导航与高速再入隔热系统，为后续登月及深空长期任务积累关键环境、工程与生物医学数据。

任务仍面临三大核心挑战：一是系统风险，新型装备未知故障难以完全消除；二是环境约束，太阳风暴、空间碎片等可能影响任务，发射窗口稀缺；三是成本压力，计划总预算超930亿美元，单次发射与飞船造价高昂，任务延期可能影响后续计划与国际合作信心。主要困难包括深空辐射、月背通信中断、飞船高速再入（4万千米/小时）隔热考验、生命维持系统极限测试。

尽管挑战重重，阿尔忒弥斯2号仍是人类探索宇宙的新起点，标志着载人航天从近地轨道迈向深空。它将激发全球科学探索热情，推动技术成果转化为民生福祉。2026年，当“猎户座”飞向月球，人类将再次印证“地球是摇篮，但人类不会永远停留于摇篮”的真理，为星际探索新纪元写下开篇。

美国国家航空航天局“猎户座”飞船的艺术效果图。来源/NASA