#385 阿波罗计划之后,人类为什么用了半个世纪才重返月球轨道? - 主题精读稿
#385 阿波罗计划之后,人类为什么用了半个世纪才重返月球轨道? - 主题精读稿
前言:从冷战短跑到商业马拉松,人类重启了一种新的探月
阿尔忒弥斯 2 号在 2026 年 4 月完成了 10 天绕月飞行。它不是阿波罗的简单复刻,而是一种范式转换:从政治插旗子的冷战短跑,转向以商业化为底盘、以月球基地为目标的马拉松。嘉宾 Jerry 是航空航天领域从业者、《如何把大象送上火星》一书作者,他从一张前所未见的"群星包围地球"照片说起,把这趟绕月之旅嵌入到工程范式更迭、政治体制博弈、商业逻辑入侵航天工业的多重背景里。这一期播客最有价值的判断是:现代航天的难,不来自技术倒退,而来自我们决定要做一件根本不同的事——在月球安营扎寨。
一、阿尔忒弥斯 2 号绕月任务与地球全景照的震撼 (00:05 - 11:08)
美东时间 2026 年 4 月 1 日,阿尔忒弥斯 2 号将 4 名宇航员送入太空,开启为期 10 天的绕月之旅,4 月 11 日顺利返航。这是一档把目光从"地球上的草台班子"挪开、转去仰望星空的节目。但仰望本身有一个不大不小的悖论:50 多年前能登月是因为美苏冷战,现在重返月球又是被一个挑事不断的特朗普所促成。
Jerry 4 月 2 日凌晨 4 点起来看发射,但当 SLS 火箭升空时,他并不激动。他说看 SLS 升空更多是一种"怀旧感"——它的大橙罐继承自航天飞机,本质上就是一个"小号的、没有航天飞机的航天飞机在那边发射"。一切按部就班,跟看 SpaceX 星舰那种"筷子竟然可以把它夹住"的震撼完全不在一个维度。
真正让他浑身鸡皮疙瘩起来的是第二天的一张照片。指令长 Ray Wiseman 在引擎点火离开地球时,回头透过舷窗拍下一张地球全景。地球右下角是金星,右侧的星光中有一颗是 12 光年之外的天仓五——也就是《挽救计划》里 Rocky 待过的那颗星。
我们不仅仅是生活在地球,地球上的我们就是很难摆脱这个地域的局限——今天这里打仗了,明天那边封锁了。但是如果你向后退一步,站到地球以外去,你就可以摆脱这个地域的局限。
这张照片之所以"前所未见",是一个简单的相机原理问题。 1972 年阿波罗 17 号拍下"蓝色弹珠"时,飞船在太阳和地球之间,拍的是白天的地球,胶卷无法同时容纳明亮的地球和暗弱的星空。这次猎户座位于地球背面,太阳在地球后方,相机拍的是夜晚的地球——靠高 ISO 和大光圈把夜地球拍得跟白天一样亮,背景的星星就一并进来了。
一个有意思的小插曲:照片刚出来时,Jerry 拿去问几个 AI——"这片黄色的大陆是哪儿?"几个 AI 都答"澳洲",但其实那是撒哈拉沙漠,因为飞船姿态原因,地球是上下颠倒的。AI 没看过这张图,只能靠知识库瞎猜。
二、现代航天工程的复杂性与阿波罗时代的本质区别 (11:14 - 19:56)
任务整体出乎意料的流程化,最大的"事故"竟然是厕所坏了。Jerry 提醒:厕所故障恰恰说明没有更严重的问题。但小朋友的疑问依然成立——50 年前都登过了,为什么现在还这么难?
Space is hard, 就是没有什么是简单的事情。
这不是技术倒退,而是工程范式和供应链都已经彻底变了。Jerry 用了两个比喻把"为什么不能简单复刻阿波罗"讲透了。
第一个是汇编语言。阿波罗用打卡机和汇编语言写成,现在的程序员都 vibe coding 了,不会汇编不代表倒退。第二个是 CRT 电视——后面那个大屁股带电子枪的电视,"图纸其实还在",但整个产业链已经不复存在:玻璃壳的熔炉拆了,荧光粉的老师傅退休了,电子枪没人做了。有人估算过,重建这条供应链要 MOQ 十万台、单台一万元才能保本,没人会花一万买一个落后的东西。这不是倒退,是单纯没有必要。
技术工具也已经换代。阿波罗时代飞船里的计算机像一个大行李箱,现在巴掌大小的芯片算力翻了无数倍——但纳米级电路怕辐射,太空中的高能粒子打上去会产生位翻转。国际空间站待在范艾伦带的"保护壳"里,月球那边的辐射环境完全不同,这些是我们没有真的在深空测试过的。
而且阿波罗本身也不是一蹴而就。它前面是水星计划(20 次不载人 + 6 次载人),双子座号(10 次双人绕地飞行),阿波罗自己从 1 号的重大失败开始,4、5、6、7、8、9、10 一路推到 11 号才载人登月。这次阿尔忒弥斯只是非常 beginning 的一段——3 号也不会登月,载人登月可能要等到 4 号。
这次猎户座飞船是 Flyby,没有着陆器,硬要让它登月也不可能,因为 Delta V 不够——它只有不到 1600 m/s,但下到月表再回来需要 2000 m/s。Delta V 是火箭通过推进系统改变自身速度的能力,决定了任务能走多远。一个对比:阿波罗指令舱比猎户座小,只乘 3 个人,但带了 19 吨推进剂,Delta V 高达 2800 m/s,足够做大量变轨动作。这次 2 号绕地球转圈而已,"即使你什么都不做,你也可以回来"。
三、政治博弈与商业化模式对航天任务的影响 (20:05 - 29:58)
阿波罗与阿尔忒弥斯最本质的区别不在技术,而在政治结构与商业逻辑。
阿波罗是冷战政治任务,比的是谁先把旗子插上去。 安全标准非常低:阿波罗 11 号回顾起来,宇航员死亡的概率高达 1/11,任务失败的风险有 20%——"他们三个人其实冒了很大的生命危险,提着脑袋去做"。后期 15 到 17 号磨合下来才把死亡概率降到 2% 左右。阿尔忒弥斯的设计目标对标 SpaceX 龙飞船,是 1/270,也就是千分之 3.7;可接受最低值是 1/100。
阿波罗举全国之力,纯粹政府意志;阿尔忒弥斯则要引入 SpaceX、蓝色起源等商业私企来降本。如果阿波罗是冷战短跑,这次的阿尔忒弥斯是马拉松,刚刚响过发令枪,目标是在月球安营扎寨,并最终把月球作为火星跳板。
但马拉松要跨越很多个总统任期,问题就来了。这件事最早可以追溯到小布什第二任的"星座计划",提出"不晚于 2020 年载人重返月球"。2010 年奥巴马一上台就签署了 NASA 授权法案,直接取消了星座计划,理由是超支严重,转而提倡资助私企(那张奥巴马和马斯克一起参观 Starbase 的著名照片就是这时候的)。
但取消星座计划等于得罪了好几个州的议员——固推是犹他州做的,引擎是阿拉巴马州亨茨维尔做的,发射台在佛罗里达,承包商有洛克希德·马丁、波音、诺格。2019 年的数据显示,涉及 7 万个岗位、140 亿美元的经济产出。美国政治的核心痛点是保就业、保票仓,于是国会强行在授权法案里植入条款:你不能完全停掉,必须继续造 SLS 和猎户座飞船。
你在这个 2010 年的 NASA 授权法,如果你就看,它完全没有说我人类要登月,我造这个火箭要干嘛?没有。它里边会写我要造这个火箭,我要造这个飞船,要求 NASA 用最大限度利用航天飞机和星座计划的现有合同来保住这个劳动力和工业基础。
这就是 pork barrel(猪肉桶政治):政客把公共资金导向自己选区,议员根本不关心要不要上月球,他关心选区是不是有就业。这种力量强大到跨党派——特朗普也好、拜登也好,都想动它,都没成功。
后果就是阿尔忒弥斯被锁定使用昂贵的 SLS(每次发射 20 到 45 亿美元),它的芯一级继承航天飞机,上面级继承德尔塔四号重型。但同样是这种政治锁定,让项目可以跨总统任期不被一笔抹掉——星座计划"说断就断",这次"断不了"。
合同模式也变了。传统供应商用的是 cost plus(成本加成)合同:你报销成本,再加点利润。它有一个隐秘的反向激励——供应商希望 delay,因为延迟意味着重新干活,干活就有钱,没人真的关心你上没上去。NASA 现在跟 SpaceX、贝索斯改用打包价:钱给你,超支风险你自己扛,效率你自己抓。马斯克把硅谷的快速迭代思路就这么搬进了航天工业。
四、载轨加注技术与月面着陆器的研发挑战 (29:58 - 39:41)
老的承包商和 NASA 自己能搞定较成熟的部分,最大的风险集中在 SpaceX 和蓝色起源负责的登月舱。
你如果登月器做不好,就是边框边漏,你最后不能收口,那这个事情就没有办法进行下去。
而且这一次的赛跑跟冷战不同——上次是抢谁先插旗子,这次"载人登月只是所有目标的其中一小环,大家要争的是后面那个事情"。Jerry 用长跑作类比:"开始跑得特别快的人,大概率后面都会落后",要按自己的配速走。
最关键的工程难题是载轨加注(Orbital Refueling)。 沿用 Delta V 的逻辑:要走得更远就需要更多推进剂,但火箭和飞船的旅途中没有加油站。传统思路是把油全背在身上——SLS 八分钟就把推进剂烧完,全是为了突破大气层。问题是背太多燃料,自重就上去了,自重一上去又得烧更多燃料推自己,"面多加水,水多加面,到最后就会造出一个 TU8 来"。星座计划的 Ares 5 号就是这样把自己造死的。
SpaceX 的解法是把这件事拆成两步:先把一艘星舰发射上去清空肚子,再发射多艘"加油星舰"上去,把推进剂一点点灌进第一艘的肚子里,地点选在低地轨道。第一艘填满后才有足够的 Delta V 去月球。具体要发多少艘还不确定,可能 10 艘、20 艘,"积少成多"。
理论清晰,工程难。零重力下流体怎么传输、对接精度、重复操作的可靠性——人类都没有真正验证过。SpaceX 上一次只是模拟过一次"假装载轨加注"。2026 年 5 月 SpaceX 计划进行星舰 V3 的第十二轮试飞,正是为了真正验证这个动作。HLS(Human Landing System,载人月面着陆器)的星舰版本本身有 50 米高,是阿波罗登月舱的庞然大物。
计划本身还在变。原本是 SpaceX 把星舰发到月球附近的 NRHO 轨道蹲点,载人飞船过去对接;上个月又改成在地球附近对接,再一起飞过去——背后是各家利益分配和能力的差异。
之前大家开玩笑说,在上个世纪阿波罗时代,美国最牛的头脑都在造火箭,但是现在,美国最牛的头脑是在华尔街做股票衍生品。
或者在做 AI。这是问题之一。问题之二是:太空工程能验证的次数极其有限,每一次验证都以亿计成本——电动车这种已发展多年的产品到现在还有小问题,把登月作为工程问题来看,复杂度的量级完全不同。
但硅谷有一句口号:Fail Fast, Learn Quickly。
硅谷最大的特点不是创业公司怎么牛,而是因为它的失败率比其他人更高。他们有一个口号叫以失败为荣,失败说明这条路走不通,那就换一条路。
硅谷创业公司的失败率比全美高约 50%——全美创业失败率约 50%,硅谷能达到 75%;五年内估值达到 4000 万美元的成功率不高于千分之四。传统 NASA 讲的是"稳"——必须充分工程验证才能动手,否则会有公关风险。这两套范式现在在阿尔忒弥斯里硬碰硬。
五、载人深空任务中的硬件故障与热防护验证 (39:41 - 56:16)
工程上要重复成功,最难的不是单次能不能成,而是系统可靠性。两个看似一大一小的故障——厕所和热盾——都把这件事讲得很透。
先说那个 3000 万美元的厕所。 这个比金子做的还贵的厕所,将近 3 亿人民币。阿波罗时代指令舱很小,全是男性,"直接拿个袋子就解决了 Number 1, Number 2"。这次猎户座因为有女宇航员,装了一个有门的厕所。
太空里的废弃物没法靠重力下落,得想别的办法。飞机上是用真空吸引——客舱约 0.8 大气压,外面 0.2-0.3 大气压,靠压差把废物冲走。太空里压差更大,但氧气太宝贵,不能直接抽走,所以用风扇产生气流,把液体吸进管路加杀菌剂存罐,每天手动从舷外排出去。固体单独保存。有人质疑水这么宝贵为什么要排掉?空间站确实有一整套水循环,但循环设备很重,对飞船是赘负担,不如直接带水上去再排掉。
猎户座的厕所技术源自国际空间站,但小了 60%、轻了 40%,这是它第一次在深空全程测试。在国际空间站时,为了不污染空间站自身已经调好的微生物系统,只做过有限测试。这次"第一次从 beginning 到最后的测试"就出了问题——大家开玩笑都怪《生活大爆炸》里的霍华德。
故障序列:发射不久后绕地阶段,尿液收集风扇不转,吸不动,宇航员临时用 CCU(备用尿液收集袋,"像大号脉动一样");女宇航员 Christina(曾创下女性单次太空飞行 328 天纪录、做过空间科学一切研发)在地面指导下"重启又修崩"花 6 小时修好。第三天奔月时排污管又堵了。
地面想到的解决方法很巧妙——把飞船拽个个,让排雾口朝向太阳。阿波罗当年为了防止过热,飞船一直像旋转的"土耳其烤肉"那样转圈散热。这次反过来,让排雾口直接朝向太阳,靠高温把疑似冻住的尿液化开,宇航员在直播中还展示了水液在太空中"像烟花一样绽放"。但故障没完全解决,深入分析发现可能是杀菌剂(酸性)腐蚀了波纹管和单向阀产生碎渣堵塞,也可能是电容问题——但太空里拆不开,只能事后再说。
这次厕所问题暴露了一个大原则:有限测试不够,必须充分测试、大量测试。
更要命的是热防护系统(热盾)。飞船再入大气层时,前端空气被剧烈压缩产热,猎户座再入速度达到 31 马赫,接近第二宇宙速度。阿尔忒弥斯 1 号的热盾大底出现了上百条裂纹和大块剥落,服务舱与乘员舱连接螺栓被严重烧蚀,所幸舱内温度稳定在 24 度左右。
烧蚀技术从阿波罗一直传到现在没大变化——钛骨架加蒙皮、装满约 33 万个蜂窝结构,外层在高温下碳化吸热并向外释气。蜂窝大概 4 厘米厚,再入过程会融化掉约 1 公分。
为什么阿波罗没问题、阿尔忒弥斯 1 号有问题?关键在再入轨迹的差异。
- 弹道式(早期水星、东方号):直进直下,过载极高,落点精度差。
- 跳跃式(阿波罗、联盟 7K-L1、猎户座):像打水漂,进大气、弹出去、再进来,借大气减速。
- 升力式(航天飞机):带翅膀。
但阿波罗的"跳跃式"和阿尔忒弥斯 1 号的"跳跃式"不是一回事。阿波罗是"滑雪下坡"——其实没真正跳出大气层,因为地球是弯的,它走直线就一直在大气层里。阿尔忒弥斯 1 号则是为了实现"无论从哪儿入都落在美国附近"这一目标,采用了真正的"大水漂"——先进大气刹车,弹到大气层外,再进来。
问题就出在弹出去的那一刻:外层冷却结壳,蜂窝失去透气性,但里面还在高温热解产生气体,气体出不去,憋到一定压力就"蹦"——把外壳整块崩走。这个原因到 2024 年才搞清楚,但阿尔忒弥斯 2 号那 33 万个蜂窝早就装好了,换一次至少延误一年——"延误一年呢,供应商很开心,但 NASA 很不高兴"。
NASA 的解法很激进:放弃"大水漂",改回阿波罗的滑雪下坡式直接入轨。代价是峰值热流更高,但总加热时间从 14 分钟缩短到约 8 分钟,没有出大气层冷却结壳的过程,气体能持续往外散。这个方案理论上可行,但没真正验证过——4 名宇航员的命压在上面。
像那个现在 SpaceX 还有 Blue Origin 这样的公司已经开始在用硅谷的方式在测试,但其实风险也还是很大。
载轨加注光推进剂就需要大约 1200 多吨——"我们从来没有发这么多的东西上太空去,就是为了一次任务"。SpaceX 要用全副用的火箭和猛禽 3 发动机,全是新东西,时间节点大概率还会推迟。
六、月球资源利用与人类文明的第二次大航海 (56:16 - 1:10:54)
阿尔忒弥斯是一种"既要又要也要"——成本比阿波罗时代有限得多,但又要可复用、要安营扎寨。背后利益集团太多,做出来的是一个"非常拧巴的缝合怪"。但缝合怪还在往前走。
Jerry 提醒一个常被忽略的事实:阿波罗当年也催生了庞大产业链。 NASA 1963 年消耗了整个美国芯片供应的 60% 以上,直接资助德州仪器开发小型计算机,每投入 1 美元带来 3 到 7 美元的经济回报,进而推动了 70 年代之后的微电子革命——你今天刷手机用的那些芯片,本质上要归功于民兵计划到阿波罗的牵引。但阿波罗式的产业链是国家意志硬催出来的,国会停了投资,产业链就散了。
阿尔忒弥斯目标完全不同——在月球南极建基地,每年至少 1 到 2 次载人登陆,宇航员驻留一个月以上。这些不可能靠从地球运东西,太贵了。所以核心是 ISRU(In-Situ Resource Utilization,原位资源利用):月球上有什么就用什么。 选南极是因为那里有大量整块的水冰(北极也有,但很散)。电解水得到氧气和氢气,加点碳就能造火箭推进剂;生活用水、呼吸氧气也都解决了——水冰就是"月球上的石油"。
围绕这个会催生新产业链:太阳能站、核电站、气闸舱、商业机器人采矿、载轨加注、商业服务,最终形成"从月壤采矿到载轨加注,再到商业服务的太空产业链"。月球上还可能有氦三和其他未知资源。
我们会高估未来 5 年的影响,但是会低估未来 10 年或 20 年科技的影响。
这个想象明显延续了西方大航海时代的脉络——葡萄牙、西班牙时代也没人知道麦哲伦绕一圈、哥伦布出海到底要干嘛。徐涛说,"特朗普、Elon Musk、贝索斯,他们就是一脉相承的这样的想法"。
科学上的吸引力同样真实。徐涛承认"月球建设"那部分对她毫无吸引力——NASA 局长说月球前十年会像个 junkyard——但有两点击中了她:
第一,月球背面屏蔽地球无线电干扰,整个月球就是一个大屏蔽体。SpaceX 星链对天文观测的影响已经非常严重,紫金山天文台的长曝光照片里全是横线。在月球背面找一个圆陨石坑,里面搭一个反射层,就是一个天然的射电望远镜——而且陨石坑一半时间被太阳照亮、一半在黑暗中,所谓"月之暗面"其实并不全暗。
第二,月球没有氧气和水,地质和陨石坑保留着诞生之初的信息,是破解"巨型撞击假说"的关键。中国上次去南极艾特肯盆地,就是因为那是月球非常古老的区域,那里的样本能告诉我们月球最初的物质成分、是否有从地球被撞飞过来的物质。
这个才是对人类文明真正有意义的东西。比你封锁一个东西,我炸你一下,大家互相要比这个要有意义的多。
Jerry 说他写阿尔忒弥斯任务时,知乎上点赞最多的不是输赢国别那些,而是关于卡尔·萨根《暗淡蓝点》的那段。"所有的腐败的政客和明星,人类历史上所有的圣徒和罪人,都聚集在这个星球之上"。
我们正处在一个人类文明的十字路口。人类总是把最好的技术放在毁灭对方上面,这是一种错误的人类文明方向。当你真正仰望星空的时候,就会觉得那些争端都不重要了。
最后两人在一个有意思的小分歧上收尾。徐涛希望"先别着急商业化,先给科学家留点空间"。Jerry 不同意:只有快速商业化把单趟成本降下来,才有余力去做那些不赚钱的深空探测项目——新视野号探冥王星没有任何现实回报,但很多 NASA 深空项目都被砍了,正是因为商业化能让这些项目搭上便车。
阿尔忒弥斯计划的"溢出效应"已经显现:头盔的防冲击泡沫源自阿波罗座椅,记忆棉枕头来自这条技术线,小时候喝的"果真"果汁颜色和航天飞机大橙罐一模一样——这是当年的广告。
我相信我在有生之年一定会看到人类文明的一个行星级的旅行的。这是我的一个执念。
所以现在第一要保护好身体,第二要赚更多的钱,"以后能买得起这个船票"。Jerry 说,我们生活在太空时代的第一章,阿波罗只是序曲。下一代人到这把年纪时回头看,"会觉得这个时代跟你们那个时代老头子完全不一样了"。