Social media posts并不是火箭推进剂,但如果是的话,埃隆·马斯克今天可能已经在月球上了。夏天,马斯克因特朗普总统的“大美好法案”、威胁成立新政党以及杰弗里·爱泼斯坦文件等问题,与特朗普展开了一场著名的网络争吵。

10月20日,马斯克再次出手——这次他与交通部长肖恩·达菲和美国国家航空航天局(NASA)代理局长展开了战争。

导火索是达菲在CNBC上露面,谈到了NASA推动在特朗普任期结束前让宇航员重返月球的计划。在2021年,该航天局向马斯克的公司SpaceX授予了一份价值28.9亿美元的合同,以开发将宇航员送往前两次月球着陆——阿尔忒弥斯三号和阿尔忒弥斯四号的航天器。但SpaceX根本还没准备好交付,其庞大的星舰火箭的连续失败延迟了着陆器的开发。这让美国在与中国的竞争中处于劣势,争取在2030年前让宇航员——或者在中国的情况下,太空人——登上月球,而达菲对此已经忍无可忍了。

“我将重新开放合同。我将让其他航天公司与SpaceX竞争,”达菲说。“我们不会等待一家公司的进展。我们将推动这一进程,并在与中国的第二次太空竞赛中获胜。”

马斯克对此毫不留情,第二天就开始在网上炮轰。

“肖恩·达米正在试图毁掉NASA,” 他在X平台上发帖。 “负责美国航天计划的人智商不可能只有两位数,”他 补充道。马斯克还对达菲作为世界冠军伐木工速攀者的身份进行了调侃。“一个最大的成就是爬树的人,怎么能负责美国的航天计划呢?”他 问道。

但事实是,达菲说得有道理,而马斯克尽管在网上口出狂言,但他却处于劣势。星舰一直是个糟糕的月球着陆器选择。阿波罗时代的月球模块是一个低矮的、四条腿的、像昆虫一样的装置, 高度刚好接近23英尺。它的轻量——带推进剂和乘员时为32,500磅——和张开的姿态使其既灵活又稳定。相比之下,星舰着陆器是一个类似筒仓的圆柱体,带有锥形鼻锥,高165英尺,重量 超过200,000磅,更像是1953年关于丁丁在月球冒险的 插图书 而不是实际的航天器。阿波罗宇航员使用 九级梯子 下到月球表面。阿尔忒弥斯宇航员 将使用电梯。

星舰超大尺寸的原因在于它不仅被设计用于月球飞行,还用于载人往返地球轨道以及后来的火星任务。在这些任务中, SpaceX声称,航天器可以容纳多达100人。这对于将两名宇航员从月球轨道降落到月球再返回的目标来说,完全是个过于庞大的机器。

“这种架构极其复杂,”前NASA管理员吉姆·布里登斯廷 在九月份的参议院证词中说。“坦率说,如果你想先去月球,这次又是为了击败中国,这样做没什么意义。”

与像鲸鱼一样的星舰相关的另一个关键问题是燃料。这艘航天器使用超冷的液态甲烷和液态氧——大量的液态氧和液态甲烷,太多了,以至于火箭的第一阶段根本无法将其推离地面。因此,星舰将首先停在地球轨道上,SpaceX的油轮将飞上去为其加油。需要多少次加油飞行仍然值得讨论。在2021年的一篇帖子中,马斯克声称“最多需要8次才能填满1200吨的月球星舰油箱。”

但这仍然有待商榷。液态氧必须储存在不高于-297°F的温度下;液态甲烷则为-259°F。即使在低地球轨道的极低温环境中,温度仍然高于这个值,这意味着一旦你部分填充了星舰的油箱,燃料就开始挥发,这就需要更多的加油任务来重新填满油箱。每一天在加油飞行之间,都会损失更多的燃料。

“埃隆说大约需要8到10次加油任务,”2005年至2009年间的NASA管理员迈克·格里芬说。“大多数专业人士认为需要20次。当燃料在轨道上等待下一个油轮时,它就会开始蒸发。因此你会陷入一种追逐的状态,无法快速加油。”

无论需要多少次飞行来加满星舰的油箱,SpaceX甚至还没有弄清楚如何进行这些加油任务。“这需要多次加油飞行,而我们目前还没有这项技术,”格里芬说。“人类最终会解决加油问题。我不是说这些事情做不到。我是说我们今天没有这项技术。”

确实存在一种相对简单的替代方案——即使它比星舰更远。在2023年,美国宇航局向蓝色起源(杰夫·贝索斯位于华盛顿州肯特的公司)发出了第二份价值34亿美元的合同,委托其建造一款名为蓝月亮的着陆器,用于阿尔忒弥斯五号任务及以后的任务。蓝月亮的高度为52英尺,显著小于星舰,能够支持四名宇航员在月球上停留长达30天。这艘飞船也需要加油,但在这种情况下,它会首先进入月球轨道,并在那里等待来自地球的油罐车赶上它。与SpaceX一样,蓝色起源也必须解决燃料蒸发的问题,但该公司正在与NASA合作开发一种所谓的零蒸发罐,通过混合和冷却推进剂来保持推进剂的稳定和液态。

蓝月亮在研发进展上并没有像星舰那样深入,马斯克在网上对这两种航天器和蓝色起源整体进行了更多的抨击。“蓝色起源从未将有效载荷送入轨道,更不用说月球了,”他在X上发布,这是他与达菲在10月20日争吵期间的言论。(马斯克的说法并不准确;在一月,蓝色起源的纽格伦火箭确实将一个测试模块送入了轨道,马斯克修改了他的原始帖子,补充道:“有效载荷。”)

在月球着陆器竞赛中,还有一个第三个后来者,可能会超过这两位领跑者。最近几个月,洛克希德·马丁(负责奥利昂轨道器的主要承包商,该轨道器将成为任何月球着陆的母船)正在动员组建一个由十几个其他行业参与者组成的团队,他们将基本上使用现成的零部件来建造一个月球着陆器。星舰和蓝月亮都是单级飞行器,可以一次性降落到月球表面并起飞。这简化了设计,但要求飞船携带额外的燃料重量上下。

阿波罗时代的月球模块是一个两部分的航天器——一个降落阶段将宇航员降落在表面,另一个上升阶段包含乘员舱,负责升空,留下航天器的下半部分在月球上。这意味着上升阶段要轻得多,只需携带自己的燃料,而不需要着陆部分的任何硬件。洛克希德·马丁设想回归这种模型。

对于上升阶段,它将借用并修改猎户座航天器的硬件,打造一个月球着陆舱。“我们希望使用猎户座储藏室中已经存在的东西,”洛克希德人类航天飞行战略高级总监罗布·钱伯斯说。对于下降阶段,洛克希德将进行采购。

“我们称之为‘为库存设计’,”钱伯斯说。“我们与行业合作伙伴坐下来,不是问‘我可以从你的目录中订购哪个部件?’而是问‘今天存在哪个序列号?’即使这个序列号是在另一艘航天器上。如果这是一个美国的迫切任务,那么NASA可以选择将那个东西从未发射的航天器上取下,并发送到这个地址。”

洛克希德·马丁并没有透露行业合作伙伴是谁,但确实提到了蓝色起源作为一个候选者。新多公司飞船的下降阶段将“与他们目前正在进行的开发完全一致。”对于这个着陆器,补给燃料也是必不可少的,尽管洛克希德设想只需要六艘油轮,将燃料送到月球轨道上的航天器。此外,这艘飞船将不使用低温燃料,而是使用更简单的超肼——这两种燃料在彼此接触时会点燃,无需燃烧室,从而避免了蒸发问题。

目前,工作正在加紧进行——预计在本月底之前会有一些结果。10月20日,NASA新闻秘书贝瑟尼·史蒂文斯发表声明称:“NASA的人类着陆系统计划给了SpaceX和蓝色起源在10月29日之前提出加速方案的机会。NASA还将向整个商业航天产业请求计划——通过RFI [信息请求],了解NASA如何加快我们前往月球的任务进度。”

1960年代与苏联的太空竞赛是一场振奋人心的全球竞争,激励了两国的太空计划——美国起步较晚,但最终赢得了比赛,领先了许多。美中之间的竞赛也呈现出类似的竞争局面——但结果却没有任何确定的把握。