1阿波羅登月是事實，只不過當時由于技術限制才導致國旗出現褶皺，星星無法拍攝的情況。
2“阿爾忒彌斯”計劃最終會在第三期會實現載人登月，大概在2028年左右，它會作為未來人類火星探索的一個跳板。
3土星五號由于當時的零部件都是外包給個別廠商，設計方法也在廠商手中，如今若想復刻難度極高。
4一發SLS火箭價值41億美元，堪比一艘不裝載武器系統的航空母艦，盡管有性能方面的升級，但作為一次性火箭，成本仍然很貴。
5NASA當年在啟動SLS火箭項目時，馬斯克的SpaceX太空探索公司還沒有那么強，沒有人預想到今天他會是一個強勁的競爭對手。
丨概述
時隔近半世紀之久，人類登月旅程又將再次開啟，美國宇航局（NASA）的“阿爾忒彌斯1號”預計于當地時間8月29日8時33分進行發射，開展相關登月任務，但由于出現燃油泄漏導致本次發射時間不得已推遲。“阿爾忒彌斯1號”是一次無人測試飛行，搭載六人座太空艙“獵戶座”，通過人體模型評估新一代宇航服和輻射水平。另外“阿爾忒彌斯1號”采用NASA有史以來最強大的運載系統：太空發射系統（SLS）undefined為其提供880萬磅的核心級推力。NASA局長比爾·尼森表示，這次飛行將全面測試火箭和太空艙的能力，以確保人類太空飛行的安全性。人類再次登月又會在何時到來，我們還需要耐心等待。
8月29日星球電臺04期：揭秘阿爾忒彌斯計劃:美國再次登月之后，下一步做什么？特邀青年科學家彭天放線上直播解讀阿爾忒彌斯1號發射任務的看點，美國未來的登月計劃以及登月之后的下一站。
以下是本期直播文字精華版：
01
阿波羅登月是事實，技術限制導致大眾懷疑
聶森: 許多網友認為從阿波羅計劃拍攝的視頻和照片是在攝影棚里面拍的？從航天界專業的背景來看阿波羅計劃究竟是真的還是假？
彭天放：這個問題確實經常被提起，我覺得當作笑談就好，阿波羅登月肯定是事實。一個國際性的事件是很難造假的，我國的歐陽自遠院士也是多次對這件事情表達過自己的觀點，不管是從技術的角度上還是其他角度，當時披露的信息，包括我們通過月球的觀測也都拍攝到阿波羅登月切實存在，它的登月的痕跡證據都是非常完善的。另外如國旗展開，是不是有類似風吹的褶皺，包括像無法看見星星，都是能夠解釋的，可能確實因為當時傳感器技術不夠好所導致無法呈現星星。美國國旗也可能是在展開時有一些褶皺，并且月球上因為沒有空氣，它會讓國旗抖動很難消除，都是很正常的現象。
阿波羅號中的宇航員登月，圖源：BBC
聶森:我記得攝影愛好者還專門解釋過，因為月球上明和暗的地方的，它的光比非常大，哪怕現在的攝像機、照相機的傳感器去拍類似的畫面，明亮的地方拍清楚，黑暗部分必然是一團黑，它們不會展示出任何的細節。要想把星星拍出來，亮處已經亮成一片白，什么細節也看不到。所以這是我們技術的原因。我國也曾發布過嫦娥環繞月球的軌道器，拍攝的月球表面照片。包括阿波羅登月的痕跡，月球上車開過的痕跡都能夠顯示出來，所以總體來看，阿波羅計劃是不太可能造假的。
02
“阿爾忒彌斯計劃”將承載人類再次登月的可能
聶森：需要給大家普及劃一下什么是阿爾忒彌斯計劃，馬上就要發射的SLS火箭都要承擔哪些任務，計劃大致的過程是什么樣的？
彭天放：阿爾忒彌斯名字的來歷，來源于希臘神話中的狩獵女神，是阿波羅的同胞姐姐，所以與阿波羅計劃相當于是一脈相承的關系，是美國第二次重返月球的計劃。當然，美國重返月球的想法，從20年前小布什那時有星座計劃，但是他們重返月球的意愿一直不是那么強，只是口頭上喊一喊。所以很多的事情，雖然在零幾年時也在開發，比如說阿爾忒彌斯用到的獵戶座飛船，其實在2006年就開始承包給諾格公司去開發。但是，當時并不叫阿爾忒彌斯計劃。
直到奧巴馬時期，星座計劃因為花錢太多又被取消掉。特朗普上任之后，認為需要重返月球，最后終于下決心并以阿爾忒彌斯計劃命名，但是重返又不能像阿波羅一樣再去一趟，顯得沒有技術含量，所以當時阿爾忒彌斯計劃設定的最終目標，不是完成登月目標，而是希望能夠在月球的南極附近建立一個相對永久的科研型的主流地。所以阿爾忒彌斯計劃就比阿波羅計劃聽起來更吸引人。
第一艘搭載的SLS太空發射系統的火箭算是第一期計劃，SLS火箭攜帶獵戶座飛船飛至月球，飛船上會攜帶幾個假人，繞月一周，對整個系統進行測試，這是第一期。第二期為載人計劃，但是第二期載人，但是也會繞月一周不做登月。預計是在2022年完成，但是現在這些計劃大概率會延期，NASA方面也一直在推遲時間點。最終會在第三期會實現載人登月，大概在2028年左右，我們希望美國能夠在月球上建立一個基地完成某些科研任務，甚至作為未來人類火星探索的一個跳板。所以這也是阿爾忒彌斯計劃的完整想法。
聶森: 它還要發射一個叫月球門戶的一個空間站，圍繞著月球來運行。也就是說未來探索火星也會從月球門戶空間站來出發前往火星。這種軌道規劃方面是比從地球直接出發有優勢？還是有什么其他的道理？
彭天放:其實社會一直在討論，怎么去火星？地球上直接發射火箭的成本實在過高，脫離地球的引力就比月球強很多，假設人類將來移民火星，每一次都從地球坐車，成本太貴，所以不光是美國，我認為中國也會去構想需要月球作為一個跳板。比如一個火箭飛到月球的附近或者飛到月球的基地上，補充燃料和補給，再去飛往火星，從長期來看是一個可持續運營的結構。目前NASA披露的也是他們將來會將月球作為邁向深空的跳板。當然，只是現在提出的一個大致的想法，要說真正披露的工程細節，成本最終能夠降低多少？在月球上究竟要實現哪些零部件或者燃料的加注或者補充現在也沒有明確的表明，只能留給之后的工程師慢慢的去探討。
03
設計方法特殊，讓土星5號難以復刻
聶森: 美國為何不復制土星五火箭，傳說中的土星五的火箭設計圖都已經丟失了，這是真的嗎？
彭天放:設計圖丟失，我覺得也不是完全沒有可能，但概率確實很低，阿波羅計劃作為美國一個國家的工程，據了解它的設計圖當時會微縮成膠片，設計的圖紙應該都是在的。但是，不復制土星五火箭其實我覺得有幾方面的原因:第一方面原因，是土星五火箭是將阿波羅飛船成功帶上月球的火箭，它本身的技術目前看來有一些是比較落后的，安全性也不是很高，舉個例子，首先土星五火箭，它是燒煤油燃料，這次發射的火箭是用氫氧作為燃料。所以就燃料本身上來講，它的推力，包括相關的發動機性能都會有一些提升。
另外土星五火箭也是將近半個世紀之前的產品，根據美國的體制，很多零部件都會外包給民營廠商去生產，在經歷半個世紀之久，再去把當年的廠商找出來，合力造一個火箭，可能很多公司已經倒閉了。產業鏈斷連，是一個很重要的原因。土星五火箭它相對性能上比較落后，很多安全性的設計因為當時美蘇航天競賽，所以有一個競速的問題，土星五火箭上的很多設計相對來講犧牲了一些安全性的考慮，所以很多方面需要重新設計。
還有一個很重要的原因，S L S火箭早期的來源，是從航天飛機改造而成的，很多的零部件是外包給波音，但是它的火箭發動機，整體的結構設計，在當零幾年美國取消航天飛機的計劃時，當時很多的技術，正在開發的很多東西，也需要利用起來不能浪費，所以NASA把它用來開發一個新的火箭，它是有技術慣性存在的，將原來航天飛機很多技術應用在此。這也是一個很重要的原因。為什么不去造土星五號是因為有這樣一個慣性存在。
04
41億一發火箭，用錢砸出來的SLS
聶森: 下一個問題是SLS火箭都使用哪些新技術和舊技術？
彭天放:SLS火箭首先肯定是一個新型號的火箭，十幾年前就已經開始設計，當時美國的航天飛機項目下馬，下一代的深空探測，月球探測用什么技術？當時沒人會想到馬斯克這么厲害，獵鷹九號都沒試驗成功，更別說星艦。所以NASA自己研發SLS太空發射系統，這樣一個新的火箭項目，它肯定是美國新一代NASA官方開發的發射系統。它的新技術我個人理解主要體現在它的結構設計理念上，比如它的整體兩邊捆綁兩個固體。
阿爾忒彌斯1號，圖源：NASA
主推系統使用與土星五號不同的氫氧發動機，叫做rs-25，性能很不錯的。當然，你說舊技術就是rs-25，這個發動機本身當時是為航天飛機研制的，SLS火箭本次發射就是四枚rs-25火箭拼到底部，這本來都是當時給航天飛機研發的庫存翻新一下，而且四個發動機的編號，也表明很早之前就生產出來，它不是專門為這個火箭新造的，所以這些也傳承了以前航天飛機很多舊的技術的。
聶森: SLS火箭比土星五火箭的運載能力大了多少？
彭天放:我覺得是一個很有趣的點，就是SLS火箭它分兩個型號，一個叫Block 1一型，Block 2二型，即將要發射的是一型，一型現在披露的最大近地軌道的運載能力是95噸，土星五號其實是140噸，也就是說SLS火箭它的運載能力其實比半個世紀之前的土星五號還要還要降低一些。NASA自己也有解釋，這次型號一個是性能更好，機動性也更強。甚至表明可以做得更便宜，盡管沒有阿波羅計劃所花費的那么多，但是業界對此也有爭論，SLS火箭的研發經費接近兩百億美元，巨額開銷但只拿到95噸的運載能力，到底改進了什么？包括很多部分是沿用航天飛機的零部件，就是翻修一下為什么要花那么多錢？美國媒體也有爭論，但是新型號的火箭比土性五號確實在安全性上有提升是一定可以確定的。
聶森: SLS火箭到底有多貴？它已經花了200多億美元，按照美國媒體公布的連續三發它的成本應該都是四十一億美元一次發射，對嗎？
彭天放:四十一億美元一發。當于建一個航空母艦的成本，而且還是一次性的。雖然航空母艦不包括它里面的武器系統大概就有四十多億美金，但再有錢也承受不了這樣的消耗。這也與土星五號很相似，當年在美蘇登月競賽時，土星五號的一發成本也相當于當年建一艘航空母艦的價格。如果發射一發火箭就相當于報銷一艘航空母艦，貴的很離譜。對比一下，整個阿波羅計劃，當時在半個世紀之前花費近280多億美元的量級，換算到今天大概是2800億美元，SLS火箭到現在為止，研發第一枚花了兩百億美元。
現在阿爾忒彌斯計劃披露可能最終會發射5-8次，最保守也要將近小一千億美元，也因為是NASA主導的，所以按照NASA花錢的特征，估計仍然會上漲。SLS火箭我個人覺得還是很貴的，而且它是一次性的，這是最大的問題，現在整個航天界也正在逐漸進入可回收的時代，在這樣的情況下研發一次性的火箭，成本上來講確實有點貴。
05
NASA未曾設想SpaceX會成為競爭對手
聶森:登月計劃要使用兩種新火箭，除了SLS火箭以外，還有馬斯克的星艦，這是為什么？
彭天放:業界說法有很多，可以從兩個角度可以去理解。SLS火箭負責發射月球空間站還有早期的一些基礎設施包括探測搭建，月球的登月艙可能是由馬斯克的星艦發射，與空間站對接，分工不一樣，這是一種說法。另外一種說法個人感覺會更貼近實際，NASA當年在啟動SLS火箭項目時，馬斯克的SpaceX太空探索公司還沒有那么強，沒有預想是未來一個強勁的競爭對手。今天來看，星艦計劃也好包括像藍色起源（貝索斯的商業太空公司）很多的商業的航天在最近的五六年發展非?？?，所以NASA考慮到將來也可能面臨著來自于美國國會對于成本的壓力，就將這個任務交付馬斯克完成，所以這也從側面反映，為什么要去用兩款大火箭。
星艦實物圖，圖源：未來汽車日報
聶森: 實際上這馬斯克的星艦到目前為止連一次軌道飛行都還沒有進行，原計劃是今年可能進行第一次軌道飛行，但是要保證成功，估計馬斯克自己也不敢拍胸脯說一定成功，這個需要看馬斯克自己的努力。
聶森: 這個計劃還涉及一個獵戶座飛船，但是這個飛船并不會降落到月球表面上去。您能給大家介紹一下獵戶座飛船是怎么回事嗎？
彭天放:了解到阿爾忒彌斯計劃，它的整個登月過程與阿波羅略微有區別。獵戶座飛船是與洛馬公司聯合開發的飛船，預計將六名宇航員承載到月球周邊的軌道上圍繞著月球飛行，更多的是作為一個通信和指揮的功能而存在，至于未來真正要實現登陸，可能要專門去發射月球所謂的著陸艙，比如說獵戶座跟它進行對接到一起發射還是單獨另外發一個火箭作為它的二級或者三級的載荷發射上去。不過NASA還沒有完全確定，大概是這樣的情況。
聶森: 登陸包括著陸在月球上的部分是到底是由S L S發射還是由將來的馬斯克的星艦發射？在月球表面降落如此大的一個火箭，能夠直接在月球表面的降落，它的體積可比月球的門戶的空間站還要大。
彭天放: 因為星艦連一次成功完整的發射還沒有完成，而且應用了一些風險性的技術。所以我覺得包括NASA最后會把登月艙的訂單交給誰，選擇偏保守的，還是偏激進的方案，都還是一個未知數。獵戶座我了解到它是有重復使用的功能，獵戶座飛船比如將來有登月艙，就可以載人回到獵戶座飛船上，自己再推一把，便可以返回地球。整個獵戶座中的通信系統、指揮系統，都是可以裝到下一次發生任務時再繼續使用，所以獵戶座它的設計考慮到可重復使用的問題。
聶森: 包括獵戶座飛船，其實美國波音公司也有一個飛船是載人飛船，它似乎是跟獵戶座是有區別的，獵戶座是可以做到星際旅行飛到月球上，但是波音的載人飛船是無法進行星際旅行的。而且據說星際飛船，它對于宇宙射線防護要比低軌的載人飛船更高，因為月球已經飛出地球的防護層之外了，所以獵戶座要更牛一些，比波音的載人飛船更加復雜，況且波音飛船毛病有許多尚未解決。
聶森:阿爾忒彌斯計劃的月球登陸器是什么？
彭天放: NASA也是與時俱進，月球登陸器現在采用的方式就是外包給商業航天類型的公司來完成，目前應該有三個型號，準備去做登陸器，而且其中最顯眼的就是星艦，個頭非常大，有將近50米高，一個巨大的月球著陸器。星艦的一級火箭將二級的著陸器推到太空中之后，再自己落回地球，可重復使用，第二節飛到月球著陸，也可以返回地球，所以利用到可回收這種非常前沿的概念，而且運載能力大，登陸月球運貨、建立基地，但是技術難度也大，而且現在距離技術成熟，還有一段距離。月球的登陸艙還有一個非常神奇的功能，它是可以在太空中完成類似于地球上戰斗機在空中加油的效果。月球登陸艙是號稱可以發射一個燃料倉，再發射一個月球的著陸艙，公布過模擬動畫，兩者對接燃料為著陸艙加注，這樣著陸艙可以飛得更遠或者是能夠再重返地球。運用很多新的概念，目前是最激進的。
不太激進的就是亞馬遜創始人貝索斯的藍色起源，現在也在研發著路器，但是體積較小，高度在11米，整體感覺雖然更新了一些設計，但與當年的阿波羅實現的功能是相接近的，達到完成一些實驗再返回的效果。另外還有一家Dynetics公司，它們研制的綠色登錄艙比阿波羅甚至還要略小一點，整體結構設計看起來更像傳統的登錄艙。目前主要應該是這三款在相互之間競爭了。
聶森:網友們很多都看好馬斯克的登陸艙，尤其是他的星艦，不過馬斯克的星艦真的能登陸月球嗎？星艦比起S L S來說有什么優勢？
彭天放: 星艦可能要看有幾項關鍵的技術能否真正實現突破，比如說星艦的發動機，火箭發動機與獵鷹九號是不一樣的，獵鷹九號的發動機梅林發動機燃燒的是煤油，整體成本比較低，技術上也比較落后，主打的概念就是拿特別便宜的發動機，拼一個重型火箭進行發射，但是梅林發動機推力比較差，不可能拼湊多個梅林發動機，星艦無法做到，所以它為此專門開發新的火箭發動機：猛禽發動機。
猛禽一型、猛禽二型的火箭發動機目前來講，是以全循環的概念為主，它將所有的燃料做成兩套，壓縮機循環后注入到火箭的燃燒艙室中，再去發射，再去燃燒，將氣體噴出去，這個技術相當困難。而且它燒的燃料是是甲烷。還不是SLS火箭用到的氫氧燃料，所以甲烷的火箭發動機也是一個創新的路數。通過此方式實現一款性能很好、可靠度很高的火箭發動機是需要去了解的，畢竟這款型號也沒有經歷過多次的發射，是否會出問題？另外星艦為了輕量級去做火箭里面嘗試了很多新的技術，發動機的零部件用到3D打印，燃料倉用碳纖維包裹，實現輕質化的燃料倉，這些技術可靠性都需要經過單獨的實驗進行驗證。前景很好，但是實現起還是有待考慮，我個人是個比較樂觀的，所以是期待能夠成功的。
另外對于馬斯克將33臺猛禽發動機并聯，我覺得這是馬斯克一貫的創新思路。他在做特斯拉電動車時就將很多特別小的18650電池綁到一起變成電池包，然后多個電池包再整綁到一起，變成大的電池盤。通過很多小的便宜的東西，做成一個大的可靠的給大型裝備去使用。它最終核心的一個技術，叫做電池管理系統。把整個電池均勻放電，不要有單獨的出現問題、故障，如果出現必須控制在可控的范圍內，不要影響整體的可靠性能，我覺得這個方法論是可以遷移的，像獵鷹九號也好或者是星艦33個發動機綁在一起進行控制，怎么去進行可靠性的調控，有些方法論是可以遷移過來的。這就是馬斯克一貫的用一些低成本的陣列式元器件去組成一個大型的裝備，他有這方面的經驗。
星艦與SLS的優勢怎樣去比較？剛才提到一個最重要的優勢，就是星艦主打的可回收概念，這個是非常重要的，因為它便宜。SLS火箭一次就將四十億美元扔掉，美國現在也沒那么有錢，消耗不起這樣的發射。印象中馬斯克號稱它實現一次發射的成本，對外宣稱可能會有一些水分，但就是千萬美元的級別，可能都不到一億美元，就是四十分之一，這是保守估計，這確實讓NASA臉上沒有光。
另外一個優勢是星艦用甲烷做燃料為什么會要用到甲烷？其實是因為星艦并不是一款只面向月球探測用的火箭，將來這個技術是號稱能夠在火星上發射的。火星上發射用甲烷有一個比較重大的好處，火星大氣層里面有很多的二氧化碳。借由一些簡單的化學或者生物合成的技術在火星本地是可以現實以比較低廉的成本去生產甲烷，所以未來可能從火星上加注甲烷燃料，還能回到月球，或者回到地球。
聶森: 阿爾忒彌斯的月球門戶空間站會起到什么作用？空間站的建造規劃是怎么樣的？能不能最終實現？ 建立月球基地是否已進入實施階段？
彭天放: Gateway就翻譯過來就是深空門戶或者叫門戶空間站，這是與阿波羅登月計劃最主要的一個顯著區別。要建立一個空間站，持續圍繞著月球表面一兩百公里高的水平去運行。起到兩個作用，一個是對月球表面的一些探測器進行信號的支持指揮，另外則是為了維持將來在月球上要有一個長期的基地，很多東西與其放到月球表面不如放到環繞月球高速旋轉的空間站更劃算，如果將貨物放到月球表面相當于把速度降到接近為零，那樣會損失很多動能。
如果將一些東西放到空間站上去旋轉，一方面，有信號的方面的優勢，另外一方面，就是地球上發射一個東西過去，與空間站在高速情況下做對接是比較省能量的，空間站上想返回一些東西也是相對來講容易的。再加上，月球表面的環境其實也沒有那么差，但是肯定比太空的環境還是要略微復雜一點，至少對我們來講還是相對陌生的環境，所以有一個空間站去對地面的人員進行支持，我認為作為一個系統工程來考慮，應該能讓整個系統的可靠性會更高一點?？臻g站建造規劃應該是分2-3次去完成搭建，但也只是說法，能不能實現搭建還不確定。而月球基地目前只是我理解提出的一個概念，因為月球基地真正要實現它需要克服的困難。
我覺得可以是整個阿爾忒彌斯計劃中最大的：空間站，相比再登一次登月著陸的著陸艙，甚至星艦，比起長期的月球基地難度都要大很多，當然我理解的這個事情也是認真的在探討。這一次火箭上，除了獵戶座飛船之外還搭載了一些小的月球附近探測的衛星。去完成像細菌的生存情況實驗，包括月球表面輻射環境的測量，以及各種各樣方面的環境測量，我個人了解也是為將來在月球表面建立一個永久的實驗站去做鋪墊。最終能不能做到還需要看各個國家的決心。至少中俄也提出過月球科考的國際的月球站。
06
探索月球“0收益”？中國探月之路還很長
聶森:中國的未來的登月火箭有哪些？
彭天放: 我國的火箭就是長征系列，長征五號是了解到的運載能力最強，目前現役的火箭，運載能力方面飛到月球轉移軌道也有將近八噸的運載能力。其實完成月球的登探月活動，甚至載人登月活動，這個運載能力也剛好滿足夠，未來很有可能長征五號成為未來我國探月的一個主力型的火箭，跟5號一起開發的還有6、7、8、11號，各自都有不同的目的，都承擔了不同的發射任務，5號目前看來還是深空探測，比較主力的一個型號，6、7、8號，還是面對一些禁地包括太陽同步軌道，發射的11號是一個快速響應的固態火箭，當然另外還有傳說中很少露面的長城九號，我個人是非常期待的，我們民間會期待它成為所謂的中國星艦，后期與俄羅斯一起在月球上建立科考站很有可能它會是未來這件事的主力。
長征5B運載火箭，圖源：新華社
聶森:月球探索是非常常燒錢的，雖然是科學無價，但是一直燒錢也容易降低人們的支持率。所以人類可以從月球獲得什么樣的經濟收益？
彭天放:社會上傳播比較廣的就是月球上有氦三可以運送回地球做核聚變發電的燃料。具體劃不劃算，可以類比阿波羅登月計劃，它花了兩千八百多億美元，換算成今天的消耗1800多億美元，花費雖多但是它創造的經濟價值也是很大。舉幾個例子，因為人類找到一件共同能夠認可的、特別艱難的科技性的任務，去攻關完成，在這一路上往往會非常意想不到的收獲。很多新的分支的技術會給我們的生活，產生很大經濟上的收益。舉個例子，CCD相機的光學傳感器，每年全世界的市場就有將近400-500億美元的市場，這個技術之所以發展的成熟，得益于當時阿波羅計劃需要去開發一個以便攜式半導體工藝為基礎的光圖像傳感器，再加上星際的通信技術。將來我國的6G網絡所謂天地一體化網絡，低延遲和實現高精度的衛星的遙感和控制，很多技術只有一個經濟目標是沒有動力去花那么多錢突破技術攻關，必須要定一個比這更難的目標，順便把看起來不那么難的技術節點突破，還能創造經濟收益，我覺得這個可能反而更切實際。
聶森: 經濟效益的從目前來看，人類還沒有在月球上發現什么價值非常高的礦產是地球上沒有的，只能從月球上獲得或者說是地球上有，但是從月球上可以相對容易獲得再運回來，目前沒有發現這種情況。哪怕在月球上發現一個金礦，運回地球比我們在地球上開采金礦能便宜多少？更不用說氦3開采，還都屬于科幻小說的范疇，所以我們現在能直接發現在月球上有什么樣的礦場給能夠讓我們登月能夠直接獲得經濟收益幾乎沒有那，我們在實施登月的過程中能夠發明更多的新技術可能會為人類帶來更大的效益，這才正常的一種考慮。
