五十一年多前，一枚火箭从卡纳维拉尔角升空，载着三名宇航员和一辆太空车。经过三天的奔月之旅，其中两名宇航员钻进一台纤细的着陆器，短暂下降到月面，在那里又待了三天，采集岩石、开着太空车兜圈。然后他们爬回着陆器，与轨道上的同伴会合，启程返回地球。他们的返回舱于1972年12月19日在南太平洋溅落。这次任务就是阿波罗17号，也是人类最后一次离开近地轨道。

如果按NASA的说法，美国人将在2026年年底再次踏上月球。这次拟议中的任务叫阿尔忒弥斯3号，其登月部分看起来很像没有太空车的阿波罗17号。两名宇航员将在月面着陆，采集岩石、自拍，大约着陆一周后再与轨道上的同伴会合返回地球。

但阿波罗17号只用一枚火箭就完成了发射，按2023年币值计算花费33亿美元，而第一次阿尔忒弥斯着陆却需要十几到二十次重型火箭发射，花费之高以至于NASA拒绝公布数字（一位参与过NASA预算的老手估计为70到100亿美元）^[1]。这次任务所用的一次性着陆器将是有史以来飞行的最重的航天器，然而其科学回报——一小箱岩石——却比阿波罗17号带回来的还要少。而整个计划都仰赖于那些尚未发明的技术在未来十八个月内变得可靠、实用。

你不必是火箭专家也会纳闷这到底是怎么回事。如果我们能把人送上月球，为什么不能再去一次？自1960年代以来月球并未改变，而我们当年用来登月的所有技术都已突飞猛进。NASA在太空时代之初只用了八年就从零走到了登月。但如今，在航天局宣布重返月球二十年、花费930亿美元之后，目标看起来却一如既往地遥不可及^[2]。

关于阿尔忒弥斯的文章常常会梳理该计划盘根错节的背景。但我想把阿尔忒弥斯当作一个技术方案来谈，因为其中实在有太多值得细品的地方。NASA向来不乏复杂的任务架构，但阿尔忒弥斯已经不只是复杂，而是纯粹的支离破碎。没有两块拼图像是来自同一个盒子。计划的一半所需要的突破性技术，会让另一半变得毫无必要。NASA花了二十年打造的火箭和飞船甚至到不了月球。而出于没人能理解的原因，计划里还冒出了一个新的空间站。

过去，无论NASA想出多么古怪的项目，我们至少知道他们能把硬件造出来。但阿尔忒弥斯让人开始质疑该机构作为一个工程组织的专业能力。自1960年代初以来，美国航天局是否还有能力把宇航员送上月球，第一次变得不确定起来。

关于阿波罗的一点说明

在这篇文章里，我会多次拿阿波罗计划作比较。这并非因为我认为其他任务架构就低人一等，而是因为那个早期项目的成功提供了一个非常有用的基准。在太空时代之初，美国宇航员凭借简陋的技术，在七次尝试中六次登上月球。登月是NASA最伟大的成就，应当成为现代任务、现代硬件所能实现水平的底线。

阿尔忒弥斯的支持者坚称该计划不只是阿波罗2.0。但正如我们将看到的，阿尔忒弥斯甚至连阿波罗1.0都比不上。它更贵、做得更少、飞得更不频繁，还让宇航员暴露在阿波罗时代那些目光如炬的导弹人们所无法接受的风险之中。这就好比福特在2024年推出一款新车型，却比T型车更慢、更容易出事故、贵上十倍。

当一个下一代登月计划连三代之前定下的成本、性能或安全标准都达不到时，说明已经出了严重问题。

一、火箭

阿尔忒弥斯的明珠是一枚巨大的橙色火箭，名字平淡无奇——太空发射系统（SLS）。SLS看起来就像有人开始搭一架航天飞机，却没够拼轨道器的乐高积木。熟悉的橙色贮箱、一对白色的大型固体助推器都在，但火箭到顶部就草草收场，变成一堆1960年代风格的锥体和圆筒。

把SLS想成一个秃顶留着鲻鱼头的男人最为贴切：下面的烟火是为了让你忽略上面那可悲的状况。就火箭而言，下面的烟火是一级发动机，其推力超过土星五号，足以让加装助推器的芯级几乎自行入轨。但坐在这头怪兽顶端的二级却孱弱得可怜，连名字（临时低温上面级，ICPS）都像是一种道歉。八分钟里，SLS在一道火柱中咆哮升空。然后，就像瓶塞从瓶口弹出一样，小小的ICPS冒出来，在一缕微弱的尾焰中含糊地飘向月球。

凭借这一设计，SLS的缔造者在航天飞行史上创下首例：造出了一枚同时比土星五号推力更大、能力却更弱的火箭。1960年代的那个巨人能向月球运送49吨载荷，SLS却只能运27吨——不够执行阿波罗式的着陆，甚至不够在不带登陆器的情况下把乘员送入环月轨道。SLS能做到的最好成绩，就是把猎户座飞船弹射出去绕月一圈再返回，这个任务将以阿尔忒弥斯2号的名义飞行。

NASA想用“探索上面级”（Exploration Upper Stage）来替换ICPS（该项目已被拖延，原因之一是发射台近十亿美元的成本超支）。但即便完成升级，SLS也依然达不到土星五号的运力。不知出于何种原因，NASA设计的这枚四十年来的首款重型运载火箭，竟无法执行那套简单、经过验证的阿波罗任务架构。

当然，多的是火箭即便不如土星五号强大，也能拥有充实而富有成效的职业生涯。如果SLS火箭在米休德装配厂里像木柴一样堆积如山，或者NASA愿意让宇航员搭乘商业火箭，那么把阿尔忒弥斯任务拆分到多次发射中也并非难事。

但NASA坚持让宇航员乘坐SLS。而SLS是一枚“造一发算一发”的火箭，由一群喜欢在堵车前就下班回家的工人手工精制而成。该火箭每两年只能发射一次，每次花费约40亿美元^[3]——大约是把与火箭等重的美元纸币点火烧掉所需费用的两倍^[4]。

早期的SLS设计者做出了一个灾难性的决定：复用航天飞机硬件，这就好比为了省做煎蛋的钱而去用费伯奇彩蛋。SLS芯级回收利用了航天飞机主发动机——那些曾飞过旧航天飞机任务的老兵，被召回再执行最后一次任务。NASA为翻新一台这样的发动机以便在SLS上使用就要花费4000万美元，比SpaceX在其超重型助推器上33台发动机的总花费还要多一点^[5]。而尽管航天飞机发动机本就是为完全可重复使用而设计的（这也是它们如此昂贵的原因），每次SLS发射都会把其中四台直接扔掉。一旦所有废品堆都被搜刮干净，NASA将付钱让Aerojet Rocketdyne重启这款经典发动机的生产线，单台造价高达1.45亿美元^[6]。

固体助推器的情况也没好到哪去，这是SLS复用的另一件航天飞机硬件。最初作为节省航天飞机预算的权宜之计引入，这些笨重的火箭如今却像藤壶一样附着在NASA每一个新运载火箭设计上。毫不意外，把航天飞机时代遗留下来的一堆笨重钢壳改装再用，并没有为项目省下分文。如今每枚SLS助推器预计花费2.66亿美元，大约是猎鹰重型一次发射成本的两倍^[7]。仅仅是将助推器内衬中的石棉换成更环保的材料——一个预算440万美元的项目——如今已让NASA花掉了2.5亿美元。而等到遗留的箭段在七发之后用完，SLS将需要一种全新的助推器设计，为挥霍开辟出新的肥沃天地。

SLS的花费已经到了私营企业开发、测试并发射一整个火箭项目所需的费用，还比不上NASA在一台发动机上的花费^[8]的地步。运营SLS就像拥有一辆老爷车——所有部件都是手工打造，零件贵得离谱，而当你终于把车从修理厂开出来时，却发现自己不断被更年轻的对手超越。

但SLS给NASA带来的代价远不止金钱。该机构押宝在一枚过时的拼凑火箭上，恰逢航天工业进入前所未有的创新期。当其他航天计划得以尽情尝试可重复使用级段、特种合金等技术时，NASA却在未来数年里把大量熟练劳动力浪费在一项死胡同设计上。

SLS计划缓慢的节奏也影响了安全性。早在航天飞机时代，NASA的管理者就曾辩称，每年需要三到四次发射才能让工人保持足够的熟练度以安全地建造和发射飞行器。每两年手工打造一枚火箭的精品化模式，意味着每次发射都得重新学习流程和规程。

这也让阿尔忒弥斯没有试飞的余地。整个计划只是假定一切都会成功，把所有重要的“第一次”都放在载人飞行中完成。当出现意外故障时，比如在阿尔忒弥斯1号上观测到的大面积防热盾剥落和近乎烧穿^[9]，该机构在没有将计划推迟数年的情况下，根本无法测试拟议的修复方案。于是他们最终只能通过间接手段来说服自己新设计可以安全飞行——这一过程极易滋生错误与自我欺骗。

二、飞船

猎户座（Orion）是搭在SLS顶端的飞船，堪称阿波罗指令舱的宽松版重制，适合如今体型更大的宇航员。它配备了现代计算机，内部空间比1960年代的设计大了约一半，还有一些能让阿波罗先驱们欣喜的舒适设施（比如不必在袋子里大小便）。

该飞船的官方名称是猎户座多用途载人飞船，但为猎户座找到哪怕一个用途都已让NASA煞费苦心。二十年来，这艘飞船大多时间都待在地面上，每年消耗12亿美元的预算。2014年，第一艘猎户座进行了短暂的试飞。八年后，猎户座再次发射，在阿尔忒弥斯1号任务中载着一队装有仪器的假人绕月飞行。到2025年，这艘届时已到法定饮酒年龄的飞船，理应要在阿尔忒弥斯2号上搭载真人乘客。

猎户座进入太空时连着一个装满配套设施的篮子——欧洲服务舱（ESM）。ESM为猎户座提供太阳能电池板、呼吸气体、电池以及一台作为飞船主要推进手段的小型火箭。但由于ESM从未被设计用于飞往月球，它携带的推进剂非常少——远不足以让这个笨重的飞船进出月球轨道^[10]。

而猎户座确实笨重。它最初设计可容纳六名宇航员，当乘员需求缩减到四人时，飞船却从未相应缩小。如今的猎户座就像空巢老人家的厢式小货车，拖着一堆并不需要的质量和体积。即便把阿波罗时代的航电设备换掉所省下的重量都算上，该飞船的重量仍接近阿波罗指令舱的两倍。

这种额外的质量在整个阿尔忒弥斯设计中引发连锁反应。由于大型飞船需要大型逃逸火箭，SLS不得不把猎户座那套重达七吨的发射逃逸系统——七吨死重——几乎一路拖进轨道。而为了加固飞船以免逃逸系统把宇航员震成肉冻，又意味着要让它更重，进而对降落伞和防热盾提出更高要求，如此循环往复。

阿波罗指令舱与服务舱（左）与猎户座+欧洲服务舱（右）的尺寸对比

尤其令人沮丧的是，猎户座加上ESM的总质量与阿波罗指令舱和服务舱几乎相同，后者往返月球却毫无问题。差别全在比例上。阿波罗造得像一辆跑车，小小的乘员舱配上一台巨大的发动机；而猎户座则是航天器中的道奇酷威——一辆臃肿、动力不足的六座车，向世界宣告你根本不会管钱。

三、轨道

火箭和飞船都到不了月球这一事实，给NASA的登月计划带来了难题。于是，就像上了年纪的歌手把老歌移调到更省力的调上一样，该机构设法找到一个其硬件能够到达的“近月”目的地。

他们的解决方案是一种有点冷门的天体力学轨道，叫近直线晕轨道（NRHO）。处于该轨道的航天器每6.5天绕月一圈，在最近点距月球北极约1000公里掠过，最远点则漂到约70000公里之外（相当于地月距离的五分之一）。从地球前往NRHO所需的能量远少于进入有用的环月轨道，这刚好在SLS和猎户座的能力范围之内^[11]。

听NASA说起来，NRHO的好处多到让人纳闷我们为什么还待在地球上。该轨道上的航天器始终能与地球保持视线联系，且永远不会进入地球阴影。轨道相对稳定，航天器仅靠离子推进器就能在那里逗留数月。而深空环境正是演练前往火星的绝佳场所。

但NRHO对于登月来说糟透了。这条轨道就像欧洲那些廉价机场，把你扔在一片荒郊野外，还得再打一趟昂贵的出租车。在阿尔忒弥斯中，这辆出租车就是另一艘飞船——月球着陆器——它在猎户座之前一两个月就无人发射，理应在NRHO等待飞船到来时已就位。

这两艘飞船对接后，两名宇航员从猎户座爬进着陆器，开始为期一天的月面下降。其余两名宇航员则留在NRHO，一边打红心大战，一边悄悄吸收辐射。

阿波罗登月时同样把乘员分在着陆器和轨道器中。但那些任务把指令舱留在低月轨道，每两小时就会飞越着陆点一次。轨道器与着陆器之间的这种近距离对安全性有着巨大影响。在月面任务的任何时刻，月面上的宇航员都可以爬进上升火箭，按下那个红色大按钮，到吃晚饭时就回到指令舱飞行员身边喝唐氏果珍了。短暂的轨道周期也让组合乘员每天有十几次直接返回地球的机会^[12]。

待在NRHO会让中止方案变得困难得多。取决于任务中发生异常的时间，出问题的着陆器可能需要三天或更久才能追上轨道上的猎户座。最糟的情况下，机组可能在发出中止指令后还要在月面上困上数小时，被迫等待猎户座运行到更有利的轨道位置。而即便所有人都回到了猎户座，机组也可能还要再等上数日才能启程返回地球。这些漫长且多变的中止时间显著增加了机组风险，使得许多在阿波罗时代可幸存的情形（比如阿波罗13号！）在阿尔忒弥斯上会变得致命^[13]。

中止问题只是NRHO让任务变慢的一个例子。NASA喜欢吹嘘猎户座能在太空中停留的时间远长于阿波罗，但这就像在银行把你的车收走后还夸耀自己正处于人生最佳状态。这是对糟糕人生选择的一种奇怪的积极粉饰。猎户座之所以需要如此强的续航能力，是因为从地球到NRHO的转移时间很长，而且机组还得在NRHO额外浪费时间等待轨道对齐。例如，阿尔忒弥斯3号任务将在途中花费24天，相比之下阿波罗11号只用了6天。

NRHO甚至决定了宇航员在月面上停留多久——月面停留时间必须是6.5天轨道周期的整数倍。这种缺乏灵活性的约束意味着，即便是像阿尔忒弥斯3号这样插旗留痕的早期任务，也必须在月面上至少待上一周，这一约束给初次着陆增添了相当大的风险^[14]。

在航天飞行中，简洁就是安全。没有什么比尽量减少在太空中的空耗时间更能保护宇航员免受太阳风暴、机械故障和其他意外影响的了。而且，一个安全的架构应该允许在任务的任何时刻快速返回地球。毫无疑问，执行首批阿尔忒弥斯任务的宇航员如果让猎户座待在低月轨道会更安全。选择从NRHO出发，是NASA让硬件缺陷来决定任务风险等级的典型例子——整个登月计划被本末倒置地设计了。

Gateway的早期示意图。注意图中标为“载人着陆系统”的部分如今已比空间站本身还要庞大。

四、Gateway

我想迟早得谈谈Gateway。Gateway是NASA想在NRHO建造的一座小型模块化空间站。自2012年之前，它就像一股阴魂不散的气味，在各个任务方案中出没。

在阿尔忒弥斯计划早期，NASA把Gateway描述成一种天上的卡车驿站，是着陆器停靠、机组在前往月球途中喝杯咖啡的安全场所。但当Gateway显然赶不上阿尔忒弥斯3号时，NASA重新评估了。考虑到两艘飞船在NRHO中会合与三艘会合一样容易，该机构批准首次登月在没有空间站的情况下进行。

尽管已公开承认Gateway并非必要，建造该空间站仍是阿尔忒弥斯计划的核心活动。首次着陆之后的三个任务主要都致力于Gateway的组装。事实上，阿尔忒弥斯4号的早期方案甚至完全省略了登月，仿佛登月是对轨道上真正工作的打扰。

这是一种非同寻常的局面。就好比你请人来重装厨房，他们却在你家车道上开始造船。当然，这艘船能给工人们一个休息的地方，让他们练习棘手的管道和装修手艺，也是存放工具的安全之处。但所有这些理由都无法让人满意。你仍然想知道造船跟修厨房到底有什么关系，又为什么要你来买单。

NASA一直难以为Gateway拿出一套技术上的理由。该空间站既增加了成本，又增加了复杂性——而阿尔忒弥斯恰恰在这两方面都不缺。要求奔月的宇航员在Gateway停靠，也会通过增加对接操作来提升风险，同时征收一大笔推进剂税。航天工程师兼评论员罗伯特·祖布林恰如其分地称该空间站为太空中的收费站。

即便是Gateway的辩护者也难以大力吹捧该站。一个常见的说法是，Gateway或许在任何单一方面都不是最理想的，但在很多方面都不错。但这与造就SLS和猎户座的思路如出一辙——两款飞行器都是在没人知道拿它们做什么之前就设计出来的。事实是，在载人航天中并不存在万能设计。你最多只能造出一艘在各方面都同样糟糕的飞船。

但若去寻找技术依据，就误解了Gateway的目的。该空间站的建造不是为了在恶劣的太空环境中庇护宇航员，而是为了在2030年代变幻莫测的国会政治环境中庇护阿尔忒弥斯。没有空间站，阿尔忒弥斯就只是一系列间隔稀疏、耗资数十亿的登月，犹如在管理和预算办公室面前挥舞的红披风。Gateway通过引入国际合作伙伴、让每一方都贡献昂贵的硬件来为阿尔忒弥斯披上盔甲。正如NASA在建造国际空间站时所学到的，这种沉没成本与国际牵绊的结合，是抵御项目下马的强大护身符。

Gateway还为NASA解决了其他一些问题。它为SLS提供了一个飞行目的地，通过（向Gateway供货来分发公共资金）刺激私营产业，为宇航员队伍创造了工作，并确保在国际空间站于2030年代某个时候无法继续使用后^[15]，载人航天得以延续。

如果你不把载人航天本身视为目的，最后这个目标听起来或许有些奇怪。但NASA是一个基于信仰的组织，坚信纳税人应该始终让一两个美国人留在轨道上。这有点像美国国家海洋和大气管理局坚持让潜水器常年载着水手待在海底，不论成本或价值如何，并极力阻碍任何可能威胁这种持续载人深海存在感的项目。信仰是无法争辩的。

从官僚的角度看，Gateway是NASA重回2000年代初黄金时代的门票——当时空间站与航天飞机形成一个不可取消的整体，每个项目都为另一个项目的存在提供理由。用Gateway与SLS/猎户座重塑这种动态，将意味着直至2050年代NASA都能拥有可预测的预算和项目稳定性。

但阿尔忒弥斯本应带我们回到另一个黄金时代——阿波罗的黄金时代。因此，计划中在建造Gateway与在月面上做些有意思的事情之间存在着未解的张力。阿尔忒弥斯任务间隔两年或更久，Gateway的组装不可避免地会把诸如月面栖息地或加压漫游车之类富有抱负的项目推迟到2040年代。但那些项目恰恰又是通往火星——NASA仍坚称我们将在2030年代末前往——的关键路径。局面颇为尴尬。

这就是Gateway的故事——不受待见、根深蒂固，而且很可能如我们将看到的那样，成为阿尔忒弥斯计划唯一的遗产。

五、着陆器

月球着陆器是阿尔忒弥斯在技术上最雄心勃勃的部分。SLS、猎户座和Gateway大多是NASA经典作品的汇编，而着陆器则需要有可能彻底变革太空旅行的突破性技术。

当然，你不能就叫它着陆器。在阿尔忒弥斯的行话里，这艘飞船是载人着陆系统（HLS）。NASA已将其设计委托给两家私营公司——蓝色起源和SpaceX。SpaceX负责在阿尔忒弥斯3号和4号上着陆宇航员，而蓝色起源则负责阿尔忒弥斯5号（名义上定于2030年）。在此之后，该机构将对后续任务进行竞标。

SpaceX的HLS设计基于其试验性的星舰（Starship）飞船——一枚像1950年代科幻小说里那样用尾部起降的巨大火箭。这一设计有种“皇帝的新衣”意味。一方面，它出自才华横溢的SpaceX工程师之手并通过了NASA的技术评审；另一方面，该着陆器似乎刻意为自己制造问题，再用技术去解决。

SpaceX的载人着陆系统早期渲染图，图中按比例加入了阿波罗登月舱以作对比。

先说最明显的一点，HLS看起来比最后两艘在月球上着陆的航天器更容易翻倒，而那两艘都翻了。它是一座十五层楼高的塔，必须在光照条件极差、碎石成分不明的月面上用底部着陆。乘员被悬在离地面如此之高的地方，以至于需要一部可折叠的太空电梯（不是那种很酷的）才能下去。然而最终，这个一次性着陆器所运载的有效载荷（无论上行还是下行）却比阿波罗17号上那台小小的登月舱还要少。用星舰把两名宇航员送上月球，就像用航空母舰去送披萨。

颇具讽刺意味的是，SpaceX设计庞大的体型反而让它的载货空间所剩无几。该飞船抵达月球时载有约200吨低温推进剂^[16]，而就像一个胖子要从扶手椅中站起来一样，它需要用掉每一滴能量才能把这庞大的身躯重新送离月面。所有这些低温推进剂还要在直射阳光下熬上一周，也无济于事。

其他不那么大胆的着陆器设计通过使用可分离的着陆级来减少对推进剂的需求。这种布局还能让上升火箭免受着陆时扬起的高速碎屑的冲击。但HLS是一枚一体式火箭；那些在下降途中被砂石猛烈冲刷的同一台发动机，一周后必须毫无差错地重新点火。

鉴于这一事实，NASA与SpaceX的合同竟不要求对方演示月面起飞，这一点颇为惊人。SpaceX要满足NASA要求，只需让一艘HLS原型在月面上着陆即可。至于上升的问题，大概就只能等到实际任务时，再与机组一起揭晓HLS能否再次起飞的答案了^[17]。

这种设计上的无畏是星舰HLS一贯的风格。其他着陆器在设计阶段就设法回避的问题，都被拿去用工程手段解决。SpaceX之所以这么做，倒也情有可原。星舰本就是为飞往火星而造的，那比把两个人送上月球要难得多。如果基本的星舰设计连登月都应付不了，就会让公司的整个火星计划受到质疑。SpaceX致力于让星舰奏效，这与打造最佳月球着陆器是两回事。

不太明朗的是，为什么NASA会在首次登月任务最危险的阶段容忍如此多的复杂性。为什么要用一枚满是活动部件、房子那么大的火箭去着陆？很难看着HLS的设计而不回想起NASA其他那些时刻——一屋子聪明的NASA人说服自己去冒巨大风险，因为不冒就根本飞不起来。

把HLS的做法与阿波罗的设计哲学对比颇具启发性。那个项目中的工程师是被恐惧驱动的；没人想犯下让宇航员滞留月球的错误。他们用来降低风险的武器就是简单。登月舱是一个姿态宽阔的小金属盒，造得很低，宇航员只需爬下短短的梯子。登月舱的下半部分是一个完全包覆上升火箭的下降级（这一设计在阿波罗15号上显示了价值，当时其中一台下降发动机被一块岩石砸扁了）。而那台上升火箭——着陆器中最重要的硬件——则是有意做得极其原始、近乎粗笨，以至于它很难找到失灵的办法。

在阿尔忒弥斯上，情况正好相反：任务阶段越危险，硬件就越复杂。很难看着所有这些月球机器而感到安心，尤其是当NASA自己的航空航天安全咨询委员会估计，仅猎户座/SLS部分的登月任务（还不包括任何与HLS有关的部分）就已经有1/75的概率会导致机组丧生。

六、轨道加注

既然NASA最大的火箭都勉强才能把猎户座送入遥远的月球轨道，那么重达猎户座五十倍的无人着陆器又该如何前往，不免让人好奇。

NASA的回答非常明智：“不关我们的事”。他们正付给蓝色起源和SpaceX大笔资金，让对方自行解决。而就实际而言，把如此巨大的航天器送入NRHO的唯一办法，就是先在近地轨道为其加注燃料。

像许多航天技术一样，轨道加注听起来简单，却从未被尝试过，也无法在地球上充分模拟^[18]。问题的核心在于，在微重力下液体和气体混成一团三维的混乱状态，以至于连测量贮箱中推进剂的数量都变得困难。更棘手的是，星舰使用的是低温推进剂，其沸点比需要流经的管路温度低约一百度。想象一下一边从悬崖坠落一边试图把水从保温瓶倒入烧红的煎锅，你就能体会其中的难度。

要让加注奏效，SpaceX首先必须演示火箭之间的推进剂转移以作为概念验证，然后在数百吨的规模上让这一过程可靠、高效地运转（这是两个不同的挑战）。一旦他们能够常规地把液氧和甲烷从星舰A转移到星舰B，就具备了发射HLS所需的基础设施条件。

把HLS送往月球的计划如下：在着陆日期前几个月，SpaceX将发射一枚特殊改型的星舰，作为推进剂仓库。随后他们将一艘接一艘地发射星舰来将其加满。每艘星舰抵达近地轨道时都会残留一些推进剂；它需要与仓库火箭对接并转注这些剩余燃料。一旦仓库加满，SpaceX将发射HLS，让它在仓库火箭处加满贮箱，再将其送往NRHO待猎户座到来。当猎户座抵达时，HLS上理应还剩下足够的推进剂来搭载宇航员并完成一次从NRHO到月面的往返。

要让这一计划奏效，还需解决第二个工程难题——如何在太空中让低温推进剂保持低温。近地轨道是个闷热的地方，若不采取特殊措施，星舰使用的低温推进剂很快就会蒸发到太空中。在深空中这一问题容易解决（用遮阳板即可），但在近地轨道，温暖的地球占据了三分之一的天空，情况就变得棘手。（对于在月面上的HLS而言，蒸发也是个大问题。）

究竟需要多少次星舰发射才能为HLS加满燃料，目前尚不清楚。埃隆·马斯克曾说四次或许就够；NASA负责“登月至火星”计划的副助理署长莱凯莎·霍金斯则表示数量在“十几艘的高位”。上周，SpaceX的凯西·吕德斯给出的数字是十五次。

真实数字尚属未知，将取决于四个因素：

1. 星舰能向近地轨道运送多少推进剂。
2. 其中有多少比例能够被有效抽出。
3. 轨道仓库中低温推进剂蒸发的速度有多快。
4. SpaceX发射星舰的速度有多快。

SpaceX或许知道第（1）条的答案，但并未公开。第（2）和第（3）条的数据则要等到计划于2025年进行的飞行测试。而显然，第（4）条——也就是发射频率——至关重要。

重型火箭发射频率的纪录属于航天飞机，它在挑战者号灾难前的那个日历年里飞行了九次。第二名属于土星五号，它在1969年四个半月的时间里发射了三次。第三名是猎鹰重型，它在2022年11月开始的13个月里飞行了六次。

要让加注计划奏效，星舰必须以十倍于此的速度打破纪录，在多个发射场大约每六天发射一次^[19]。只要没有发射失败损毁发射台，加注计划就能容忍几次发射失败。

没有哪家公司比SpaceX更能应对这一挑战。他们的猎鹰9号火箭已经在可靠性和发射频率上打破纪录，如今大约每三天发射一次。但SpaceX用了十年才从猎鹰9号的首次轨道飞行走到每周一次的发射频率，而星舰比猎鹰9号要庞大、复杂得多^[20]。

从官方日程倒推，就能体会SpaceX面临的时间压力。要赶上官方的阿尔忒弥斯着陆日期，SpaceX必须在2026年初让一艘无人HLS原型在月面上着陆。这意味着为轨道仓库加注的油轮飞行将在2025年末开始。这并未给公司留下多少时间去发明轨道加注、让其在规模化上奏效、提高效率、应对蒸发、让星舰实现可靠发射、开始回收助推级^[21]、增设发射设施、实现每周一次的发射频率，同时还要设计和测试HLS所需的其他所有系统。

免得有人以为我在针对SpaceX，蓝色起源那艘定于2029年的着陆器的研制日程甚至更为异想天开。该设计需要在月球轨道上的航天器之间泵送数吨液氢，这项挑战或许比SpaceX的尝试还要难上一个数量级。液氢体积庞大，沸点接近绝对零度，且以无孔不入的泄漏能力而臭名昭著（航天飞机计划即便在地球上发射了一百多次，也未能搞定氢泄漏问题）。而蓝色起源用来测试所有这些技术的火箭还从未离地。

结果就是，NASA在自己与月球之间设置了一对需要临门一脚、孤注一掷的技术攻关项目。尤其鲜明的是HLS设计的雄心与SLS/猎户座极端保守、步履蹒跚的节奏之间的对比。同一个组织花了23年、200亿美元打造出世界上最平庸的飞船，却要求SpaceX在签署首份HLS合同后的四年内让星舰遮天蔽日。这对于SpaceX的粉丝而言或许令人激动，但对于这个早在几十年前就知道登月需要着陆器的国家航天机构来说，这种行为相当不严肃。

总而言之，众所周知2026年不会有登月。正如NASA在2021年、2023年和今年年初所做的那样，迟早得官宣延期。如果这种加速的推迟模式持续下去，到年底我们或许会进入一种持续推迟的状态——一种日程奇点，阿尔忒弥斯3号的着陆日期平滑而持续地向未来退去。

否则，很难想象在2030年之前会有载人登月——如果阿尔忒弥斯计划能存活到那时的话。

七、结论

我想强调，NASA在技术上大胆下注本身并没有错。恰恰相反，那些雄心勃勃的HLS合同可能是阿尔忒弥斯中最健康的部分。NASA中富有远见的人识别出一种未来主义的新能源（太空亿万富翁的自尊心），并找到一种以固定成本加以利用的办法。如果SpaceX或蓝色起源弄明白如何让低温加注变得实用，那将是太空探索的一大进步，正是NASA应当鼓励的那种进步。而如果这项技术行不通，我们也主要是花了马斯克和贝索斯的钱才得知这一点。

阿尔忒弥斯真正的问题在于，它没有想清楚自身成功所带来的后果。一套可用的轨道加注基础设施会让SLS和猎户座变得多余。机组和货物不必每两年等一枚40亿美元的火箭，而是可以每个周末都搭乘廉价的商业火箭发射，在前往月球的途中于近地轨道加注。同样的逻辑也适用于Gateway。为什么还要像动物一样在月球轨道上用零碎组件拼装空间站，当你可以在地球上造好后一次性发射上去？更好的办法，直接在离你最近的星舰侧面喷上“GATEWAY”字样，把它送往NRHO，就能为NASA及其国际伙伴节省数十亿美元。拥有一座可用的近地轨道加油站，从根本上改变了可能性的边界，而阿尔忒弥斯中SLS/猎户座的那一支却似乎对此毫无察觉。

反过来说，如果SpaceX和蓝色起源无法让低温加注奏效，那么NASA就没有任何登月的备用方案。阿尔忒弥斯计划所能做的就只有组装Gateway。向纳税人承诺登月，最终却只交付一个国际空间站二代，并不能传递国家伟大的信息，也不太可能让国会为前往火星而兴奋。把1960年代美国的活力与我们如今所拥有的无论是什么作对比，那些刺痛的比较几乎会自行浮现。

NASA的做法就像一个上班族把一半工资拿去买彩票，另一半存进养老金。如果彩票中了，那养老金其实根本没必要。但若没中彩票，养老金账户里的钱又不够退休。这两种策略放在一起毫无道理。

在航天飞行中有一种“现实主义”学派，它承认上述一切，却要求我们着眼大局。论调是，我们永远不会拥有完美的航天计划，重要的是向前推进。而阿尔忒弥斯是多年来第一个挺过总统换届、并有机会让我们重返近地轨道之外的计划。只要阿尔忒弥斯仍有资金、星舰又在快速进展，我们终将看到美国宇航员重返月球。

但这一论点有两个缺陷。其一，它助长了NASA内部的功能失调循环，正迅速让我们哪儿也去不了。把载人航天与NASA科学任务区别对待、采用双重标准，对太空探索而言已是一场灾难。如今，负责载人航天的探索系统开发任务理事会（ESMD）连造个烤面包机都得花上十亿美元。在科学任务那边足以让人丢掉饭碗的无能、徇私和管理不善，在载人航天这边不仅被容忍反而得到奖赏。在让该机构打造四十年来的第三个白象项目之前，值得反思一下我们用一半探索预算到底换来了什么。

“现实主义”路径中第二个、也是更严重的缺陷在于，它纵容了一种制度性的虚伪文化，而这对于一个工程组织而言最终必定是致命的。我们已经到了NASA对内对外无时无刻不在撒谎的地步。它在日程和能力上撒谎，在载人航天计划的成本与收益上撒谎。最重要的是，它在风险上撒谎。罗杰斯报告和哥伦比亚事故调查委员会所指出的所有制度性病灶——群体思维、管理臃肿、为满足不可能的期限而承受的巨大压力，以及为证明不安全硬件可飞行而编造工程理由的意愿——在阿尔忒弥斯中都依然活跃。

难道我们真的非要再等一次悲剧，再等一份制作精美的总统委员会报告，才能看清阿尔忒弥斯已经出了问题吗？

注释

[1] 如果没有NASA的帮助，很难在不做些带有主观性的取舍来决定计入或排除哪些项目的情况下，给一次任务标出确切的美元数字。70到100亿美元的估计来自一位布什时代管理和预算办公室的官员在NASA Spaceflight Forum上的评论

而那72亿美元是假定阿尔忒弥斯3号按期进行的。按2024财年预算申请，阿尔忒弥斯2号与3号之间每多一年，阿尔忒弥斯3号的通用探索部分就要再增加35至40亿美元。如果阿尔忒弥斯3号在2027年发射，总额将是108亿美元。如果是2028年，则是143亿美元。

换言之，在阿尔忒弥斯2号和3号的发射日期不断推迟的情况下，很难拆分出实际成本。

NASA自己的监察长估计，仅SLS/猎户座部分的登月成本就达41亿美元。

[2] 美国首次亚轨道飞行“友谊7号”于1961年5月15日发射。阿姆斯特朗和奥尔德林在八年零两个月后的1969年7月21日登上月球。布什总统在2004年1月的演讲中宣布重返月球的目标，将首次着陆的目标日期定为“最早2015年”，最迟不超过2020年。

[3] NASA拒绝统计SLS的单次发射成本，因此很容易陷入口水战。由于SLS的主要成本驱动因素是该项目雇用的庞大人力——大约是SpaceX员工人数的两到三倍——单次发射成本很大程度上取决于发射频率。若按每年一次的官方说法，火箭每次发射成本为21亿美元。若像我一样认为每两年一次已属乐观，成本就会攀升至40至50亿美元区间。

[4] SLS加注燃料后重2600吨，而一张美元纸币恰好重约1克，算起来很方便。

[5] SpaceX并未披露成本，但普遍认为超重型助推器上使用的猛禽发动机单台造价为100万美元。

[6] 1.45亿美元的数字是将合同总额除以发动机数量、用最原始的方法算出的。也有人算出这些发动机的单价为1亿美元。重要的不是谁对谁错，而是NASA为这一级别发动机支付的费用远高于其他任何人。

[7] 2.5亿美元的数字是将授予诺斯罗普·格鲁曼的32亿美元助推器生产与运营合同除以合同中的助推器数量（12个）得出的。来源：监察长办公室。关于更换石棉的成本超支，见监察长关于NASA对太空发射系统助推器与发动机合同的管理的报告。国防部在2023年为一次猎鹰重型发射支付了1.3亿美元。

[8] 火箭实验室以总计1亿美元的项目成本研制、测试并首飞了其电子号火箭。

[9] 特别是，嵌在猎户座防热盾中的分离螺栓是基于有缺陷的热模型建造的，需要重新设计才能安全搭载乘员飞行。引自监察长报告：

再入过程中分离螺栓在隔热层之外的熔化，可能使飞行器暴露于防热盾后方的热气侵入，超出猎户座的结构极限，导致飞行器解体、机组丧生。飞行后检查发现，飞行前用于预测螺栓性能的热模型存在偏差。使用正确信息进行的当前预测表明，螺栓熔化超出了猎户座的设计能力。

目前的计划是在阿尔忒弥斯2号上通过变通办法应对这些问题，然后为阿尔忒弥斯3号重新设计相关部件。这意味着宇航员至少要带着未经测试的防热盾设计飞行两次。

[10] 猎户座/ESM的Delta-V（速度增量）预算为1340米/秒。进入和离开赤道低月轨道约需1800米/秒，极地轨道则需更多。（见来源。）

[11] 进出NRHO总共约需900米/秒的Delta-V，恰好在猎户座/ESM 1340米/秒的预算之内。（见来源。）

[12] 在《携火而行》（Carrying the Fire）一书中，阿波罗11号宇航员迈克尔·柯林斯回忆说，他曾随身携带一本小册子，涵盖了在各种突发情况下他可能需要执行的18种月球会合方案。只要登月舱能自行离地，大概就有办法与之对接。

对于太年轻而记不得的人来说，唐氏果珍是一种与美国太空计划紧密相关的粉末橙汁饮料。

[13] 关于阿尔忒弥斯在NRHO中止模式的详细（尽管有些晦涩）讨论，见HLS从NRHO往返月面的任务设计，NASA 2022年。

[14] 主要的安全问题是着陆点的恶劣热环境，太阳就在地平线稍上，炙烤着陆器的一半。若非受NRHO约束，阿尔忒弥斯3号在月面上停留超过一两天的可能性极小。

[15] 国际空间站计划已被多次延期，但空间站正面临一些物理极限因素（如金属疲劳），不久后将变得过于危险而无法继续使用。

[16] 这是我个人的推测；答案对HLS的干重和低温推进剂的蒸发率非常敏感。从月面到NRHO的Delta-V为2610米/秒。假定HLS空重120吨，则从月面进入NRHO约需150吨推进剂。加上安全余量、对接操作的燃料，并考虑一周的蒸发，我估算约为200吨。

[17] NASA最近的表态显示，SpaceX已自愿在其着陆演示中增加上升阶段，从而结束了一个相当站不住脚的局面。不过，仍没有要求无人着陆/上升演示必须使用与实际任务相同的着陆器设计，这也是HLS合同中的另一桩怪事。

[18] 准确地说，我指的是在轨道上于火箭之间转移大量推进剂。已有向国际空间站运送约850公斤非低温推进剂以提升轨道的补给飞行，也有在卫星加注方面的小规模试验。但尚无人尝试过在太空中为已飞行的火箭级加注，无论是低温还是非低温。

[19] SpaceX的凯西·吕德斯和NASA都确认星舰需要从多个场地发射。以下摘自NASA咨询委员会载人探索与运营委员会2023年11月17日和20日会议纪要：

韦恩·黑尔先生询问阿尔忒弥斯3号将在何处发射。“登月至火星”助理副署长莱凯莎·霍金斯表示，发射台将设在佛罗里达，并可能设在得克萨斯。任务将需要相当数量的加油船；为满足日程，需要快速连续地发射燃料，这就要求在6天轮换周期内有不止一个发射场，并进行多次发射。

[20] 猎鹰9号于2010年6月首飞，并在2020年11月开始的六次发射区间内实现了每周一次的发射频率。

[21] 回收超重型级段并非NASA对HLS的要求，但考虑到发射次数众多，这对SpaceX而言是一个巨大的成本驱动因素。