当地时间4月10日下午,执行美国“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行任务的“猎户座”飞船,在美国加利福尼亚州圣迭戈附近海域溅落。四名宇航员——指令长里德·怀斯曼、驾驶员维克托·格洛弗、任务专家克里斯蒂娜·科赫和加拿大宇航员杰里米·汉森,全部安然无恙。

返回舱平安溅落
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返回舱平安溅落

这一刻,标志着美国自1972年以来首次载人月球任务顺利完成,也为人类重返月球计划迈出了最关键一步。

返回地球的生死13分钟

返回地球的过程堪称航天任务中风险最高的阶段。美东时间4月10日下午7点53分,猎户座飞船以每小时3.86万公里的速度撞上地球大气层“再入界面”,这一刻的高度是12万米。

以如此高速返回地球,飞船面临的第一个挑战就是极端高温。空气被剧烈压缩形成激波,温度瞬间飙升至2760摄氏度,超过太阳表面局部温度。飞船被炽热的等离子体包裹,与地面通讯中断约6分钟。

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“这是必须顺利完成的13分钟。”阿耳忒弥斯2号飞行总监杰夫·拉德根在返回前的新闻发布会上如此表示。整个再入过程中,宇航员经历了最大3.9G的过载,但最终平稳度过。

黑障结束后,美东时间4月10日下午8点03分,乘员舱在6700米高度弹出前向热盾盖,露出降落伞舱。两具减速伞率先打开,将返回舱速度从每秒11公里骤降至每小时494公里。一分钟后,三具主降落伞在1800米高度展开。

NASA采用了独创的“收口技术”,通过火工切割器逐步剪短伞绳,控制伞衣面积,让下降速度平稳过渡到每小时27公里。最终于美东时间4月10日下午8点07分,返回舱以每小时32公里的速度溅落太平洋。

绕月航天员
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绕月航天员

返回舱的隔热罩是整个再入过程中最重要的保护层,也是最令人担忧的技术环节。在2022年“阿耳忒弥斯1号”无人飞行测试任务中,工程师们就发现飞船的隔热罩出现了意外损伤

调查显示,隔热罩的AVCOAT材料在再入过程中产生了气体无法正常排放的问题,导致压力积聚,部分材料开裂并脱落。让专业人士担心的是,阿耳忒弥斯2号的飞船已完成建造,其隔热罩与1号使用的几乎完全相同。

面对这一困境,NASA选择了折中方案:修改再入大气层的轨迹以降低风险,而非更换隔热罩。这一决定引发了航天界的持续讨论。

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前NASA宇航员、热防护系统工程师查尔斯·卡马尔达长期公开批评NASA的决策。他表示:“这件事之所以如此严重,是因为当隔热罩出现剥落或大块脱落时,即使飞行器没有被完全摧毁,也已处于即将失效的临界点,这就像在雾天站在悬崖边上一样。”

曾在NASA任职超过30年的热防护材料专家丹·拉斯基指出,地面测试环境无法完全复现实际飞行条件。在阿耳忒弥斯1号任务前的地面测试中,加热速率设置得比实际飞行更高,材料反而表现正常。而实际飞行中较低且不均匀的加热速率导致了气体堵塞问题。

隔热罩技术解析

猎户座飞船的隔热罩最厚处仅7.6厘米,却要抵御2760摄氏度的高温考验。这层薄薄的保护层是如何工作的呢?

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这款隔热罩采用“烧蚀材料”工作原理。当返回舱以高速冲入大气层时,隔热罩表面的材料会通过自身燃烧汽化来带走热量。这种“牺牲自己”的方式,有效保护舱内宇航员和设备的安全。

具体来说,猎户座飞船的隔热罩由美国工厂手工打造的碳基复合材料制成。与阿波罗任务相比,猎户座的热盾直径更大(4.8米对比阿波罗的约4米),采用更先进的块状瓦片设计,总数量少于200块,远少于阿波罗时代的3.6万个小蜂窝单元。

尽管材料相同,但NASA对返回轨道进行了优化。与阿波罗任务的直接抬升式再入不同,阿耳忒弥斯2号采用了缩短跳跃再入方式,大幅降低了热载荷与过载。

阿耳忒弥斯2号发射
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阿耳忒弥斯2号发射

面对隔热罩存在的隐患,NASA为宇航员准备了一套完善的安全措施。宇航员所穿的“‘猎户座’任务组生存系统”宇航服,具备耐高温、阻燃能力,其内置接口系统可在紧急情况下提供氧气,去除二氧化碳,支持长达6天生存。

在发射阶段,飞船顶部配备了发射逃逸系统,在出现异常时可在毫秒内启动,将载人舱迅速拉离火箭主体。发射台也配备有应急撤离设备,确保地面突发情况下宇航员安全转移。

绕月飞行期间,飞船内部部署了多组辐射传感器,结合宇航员佩戴的个体辐射监测装置,可实时评估舱内辐射水平并发出警报。

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NASA为此次任务构建了一套覆盖“发射-飞行-返回”全过程的安全保障体系。尽管隔热罩存在隐患,但多方位的安全措施为宇航员提供了额外保护。

阿尔忒弥斯计划的前景与挑战

随着阿耳忒弥斯2号任务成功,NASA的目光已投向未来。最新任务进度表显示,美国计划2027年执行“阿耳忒弥斯3号”任务,在近地轨道开展系统及运行能力测试;2028年开展“阿耳忒弥斯4号”登月任务。

阿尔忒弥斯计划近期经历了重大调整。原定为载人登月任务的阿尔忒弥斯3号已被“降级”,改为在近地轨道与登月着陆器进行对接测试。真正的载人登月将推迟到2028年的阿尔忒弥斯4号任务

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今年2月,NASA局长贾里德·艾萨克曼宣布了对阿尔忒弥斯登月计划的架构调整,旨在提升安全性、减少延误、加快节奏。按照新计划,阿尔忒弥斯4号将成为首次载人登月任务,让猎户座飞船在低地球轨道与着陆器对接。

此外,NASA还取消了SLS Block 1B升级计划,后续任务将尽量保持接近现有Block 1配置,以避免大改动带来的风险和延误。同时,NASA计划建立更频繁的发射频率,目标是达到每年一发。

这些调整反映了阿尔忒弥斯计划面临的技术与资金挑战。随着商业航天公司的加入,美国重返月球计划正寻求更加可持续的发展路径。

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未来,NASA计划2027年执行“阿耳忒弥斯3号”任务,在近地轨道开展系统及运行能力测试;2028年开展“阿耳忒弥斯4号”登月任务。而由于预算和技术问题,原定的阿尔忒弥斯3号载人登月已调整为近地轨道测试任务,真正的载人登月将推迟至阿尔忒弥斯4号。

对于航天产业而言,猎户座飞船的成功返回激发了深空探索的热情。商业航天公司如SpaceX和蓝色起源将更深入地参与后续计划,带来新的技术思路和商业模式。从阿耳忒弥斯2号任务中收集的数据,将为未来载人火星任务奠定基础。

参考资料:
快讯:美载人绕月飞船溅落在预定海域
中国新闻网 2026-04-11 08:28 北京中新网信息科技有限公司官方账号
美“阿耳忒弥斯2号”载人绕月任务打破人类距离地球最远飞行纪录
北京日报客户端 2026-04-07 06:42 北京日报报业集团