如何評估Elon Musk2018年將兩名遊客送上月球軌道計劃的可行性?

elon musk宣布SpaceX明年（2018）計劃送兩名乘客進入月球軌道。可行性多大？畢竟SpaceX之前都還沒月球發射的經驗，步子邁得這麼大，會不會扯到蛋？還是Elon Musk一如既往的PR stunt?

貌似好久沒回答問題了，終於碰到個又可以拿公眾號文章來當回答的機會了：

如果你不知道最近發生了什麼，那我可以簡單的敘述一下。上個月24日，特朗普治下的NASA決定要評估在原定18年秋進行的太空發射系統（Space Launch System，簡稱SLS）中冒險執行首飛載人繞月任務。然而過了僅僅4天，也就是2月28日，伊隆·馬斯克旗下的SpaceX公司就正式宣布將於2018年末採用公司旗下重型獵鷹火箭和載人龍飛船同樣執行一次載人繞月任務，乘客為兩位私人土豪客戶，並已經為此支付了費用。官方未公開客戶身份，但兩人互相認識。繞月將會採用「自由返回」（Free Return）的軌道。而公司CEO依隆·馬斯克說強調如果NASA想執行類似任務，將比私人客戶優先順序更高。也就是說，馬斯克的SpaceX仗著自己的火箭+飛船和特朗普的NASA在月球軌道公然——剛正面！

通過閱讀本文，您能了解到以下內容：

• SpaceX的這次載人飛掠月球到底是怎麼回事兒，屬於什麼技術水平。
• 這次任務和跟上世紀阿波羅11號的載人登月和阿波羅8號的載人環月有何區別。
• 為什麼說這次任務其實是一次「故意的阿波羅13號」？SpaceX在這次和NASA的繞月對懟中投了什麼「機」取了什麼「巧」？
• 上周特朗普治下的NASA突然宣布評估在原定18年秋的太空發射系統（SLS）的首飛中就冒險載人繞月，緊接著SpaceX就宣布要在NASA之前實施載人飛掠月球，這僅僅是一個驚人的巧合么？
• SpaceX的這次月球飛掠任務所面臨的技術和進度挑戰。
• 這次任務的意義和有可能給航天業帶來的影響。

出發，目標月球！火星以後再說！圖中為LC-39A發射台

第一部分：媒體們，可別逗了，這不是載人登月！

此新聞一出，各大航天媒體瞬間炸鍋，基本佔據了昨天新聞的頭版頭條，各種標題都有，但是最讓筆者無語的是。。。

搶頭條這事兒合情合理，畢竟是流量為王的時代，然而混淆概念可就不應該了，筆者隨便搜索了一下昨天各媒體的相關報道，甚是令人無語

熱潮過後，做為向來搶不到頭條的本號，我們只能照例依舊深挖大料了。要想說清SpaceX的這次月球任務，我們要先將載人月球任務不嚴謹的分為三個層次，從簡單到複雜依次遞增，而且基本上前面的任務都是後面任務的一部分。

1. 第一層次：飛船僅僅是一次性飛掠月球，就和「新視野號」飛掠冥王星一樣，只是飛過去看一眼然後就在月球引力作用下掉頭返回地球；之所以只能「驚鴻一度」而非「細細端詳」，主要還是因為「剎不住閘」，我們稱之為月球飛掠任務，實例為阿波羅13號任務。
2. 第二層次：飛船在第一層次的飛掠基礎上在逼近月球時進行軌道機動，俗稱「剎車」（英文名：Lunar Orbit Insertion，簡稱LOI），成為一顆衛星不斷環繞月球飛行，然後在任務完成後重新點火飛回地球（Tran Earth Injection，簡稱TEI），我們稱之為月球環繞任務。實例為阿波羅8號任務和原定進行的SLS的EM-2任務。
3. 第三層次：在第二層次環繞任務的基礎上，釋放登月艙登陸月球表面，採集樣品後起飛返迴繞月飛行的飛船上，然後與登月艙分離，和第二層次一樣返回地球，我們稱之為載人登月任務。實例為阿波羅11號到17號的所有任務（阿波羅13號除外）。

而SpaceX這次的任務倒是屬於哪一種呢？恭喜你，答對了，就是最簡單的月球飛掠任務，嚴格來說是一條「自由返回軌道」，下期我們會詳細說一下這個軌道。而在難度和技術複雜度上，將近半個世紀前的阿波羅載人登月——「比你們不知道要高到哪裡去啦」。

NASA工程師約翰·胡珀特（John Houbolt）正在講解月球軌道匯合登月方案，這次講解機會是以其職業生涯為代價向時任NASA負責人越級致信爭取來的，而這個方案直至半個世紀後的今天依舊是載人登月的最佳方案，沒有之一；而載人繞月只是黑板左下角整個架構中的一部分而已

如果你不理解這三種任務的區別，我這裡打一個我自覺得還算形象的比方來說：SpaceX的載人飛掠月球相當於乘坐飛機從空中飛過一座名叫「月球」的無人小島；而載人繞月不僅需要飛掠小島，你還需要減速在小島周圍不斷盤旋，在看夠了後結束盤旋返航；而載人登月你不僅要飛過去，還要降落在這座小島上，在島上收集樣品，然後再從小島起飛，返回地球。（如果你還不理解，我們後面會圖文並茂乃至用視頻繼續講解的）

SpaceX的任務就是從如圖中所示，乘坐載人龍飛船從月球上空掠過，然後順勢轉向返回地球，僅此而已，別說登陸月球，或許連近距離多看幾眼都沒機會

第二部分：SpaceX的兩位高人前輩——阿波羅8號和13號

綜上，就純粹的載人繞月（廣義的繞月，包含飛掠和環繞）而言，人類航天史上僅有兩次類似任務，分別是著名的阿波羅-8號和更著名的阿波羅-13號任務。說起傳奇的阿波羅-13號任務，該任務原定是一次登月任務。但發射後第二天，飛船服務艙突發爆炸，導致大量燃料外泄，船上的電池及二氧化碳過濾設備均嚴重受損。3名航天員危在旦夕，控制中心果斷決定放棄登月，改為繞飛月球，利用月球引力使飛船轉向返回地球（也就是說該任務是被迫改從登月改為繞月的），在任務組和地面人員的不懈努力下，歷經各種波折，三名航天員奇蹟般地返回地球，堪稱人類航天史上最成功的一次」失敗任務「。後因湯姆·漢克斯主演的同名改編電影而使該任務更加出名。

《阿波羅13號》電影海報，海報正中那句經典的「Houston, We have a Problem」被無數航天和科幻類電影致敬過，本片豆瓣評分7.9分，當然果你是航天迷，分數並不重要，此片絕對不容錯過

阿波羅13號任務的軌道示意圖，爆炸發生在紅框處，起飛約56小時後，由於爆炸的損傷，飛船只能繞過月球，借月球引力轉向後立即飛回地球，沒有減速入軌

而說起1968年的阿波羅8號任務，該任務原定計劃就是載人繞月，也是迄今為止人類航天史上唯一的一次專門的載人繞月任務。

左右分別為阿波羅8和11號任務的徽章，左邊紅色曲線正好就是該任務的飛行軌跡，而又恰好是一個阿拉伯數字8，設計十分精巧；作為對比，阿波羅11做為人類首次登月任務，徽章中著重繪製了」老鷹「（登月艙呼號）著陸月球表面的畫面

阿波羅8號任務的軌道示意圖，信息量很大，注意和上面13號的軌道示意圖做對比

由於阿波羅8號安排了環月的過程，而SpaceX只是飛掠。所以說SpaceX的這次月球之旅，在軌道設計上其實與阿波羅13號軌道更相似，只不過阿波羅13是無奈走的這條路，而SpaceX是故意飛的這條路，不過實質上SpaceX也是因為火箭運力不足而無奈走的這條路。

阿波羅8號任務最著名的照片之一，由於和太陽在地平線上冉冉升起的「日出」類似，人們形象的稱之為「地出」。這也是人類第一次回眸凝望地球這顆賴以生存的蔚藍色星球，其意義遠超過這張照片本身；當然SpaceX的這次任務如果順利，也會有機會拍到這一奇觀

說起阿波羅8號，其實這是一次十分激進的任務，載人繞月原本是阿波羅9號任務的主要內容，提前到阿波羅8號是在發射前僅僅數月時臨時決定的。這在當年而言是極其冒險的，因為之前從未有人類親自到達過如此遙遠的深空。然而時隔半個世紀，又有人要做同樣的冒險，大踏步的冒險提前任務，將人類重新送回月球軌道，這個人並不是馬斯克，而是——唐納德·特朗普！

第三部分：什麼情況？SLS+獵戶座也要載人繞月？還是首飛！

NASA的太空發射系統（以下簡稱SLS）做為最受關注的旗艦航天項目，事關美國航天的未來地位。而按照前總統奧巴馬在任時期的計劃，NASA預計於2018年執行SLS代號為EM-1的首飛任務，任務中將搭載「獵戶座」飛船進行無人繞月。

EM-1原計劃執行的軌道不同於SpaceX，是一條逆行軌道（retrograde orbit），這個難度比SpaceX還要高一些，畢竟獵戶座飛船是有推進艙，而載人龍的Trunk只是個空架子

目前，首飛箭正在製造當中，火箭二級「過渡低溫推進級」（ICPS，其實就是德爾塔4火箭的二級）剛剛發運，火箭芯級的RS-25發動機上周剛剛完成最新一次試車，發射場的改建工作和相關配套設施也在逐步完善。

燃燒吧！RS-25！ - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/e0380bjbiak.html

最近的RS-25點火測試，這貨其實俗稱SSME（英文「太空梭主發動機」的縮寫），SLS就是太空梭的一次借屍還魂

然而最近，NASA突然決定評估在首飛任務中就「冒險」搭載兩名航天員進行載人繞月的可行性，而這本來是在原定於2021年開展的EM-2任務中安排的內容，屆時將有4名宇航員搭載該飛船前往深空。

坎巴拉模擬以獵鷹9做為SLS助推器的載人登月 - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/b0379aq0fyb.html

採用真實版《坎巴拉太空計劃》模擬的SLS載人登月任務，其中有趣的是作者用4枚獵鷹9替代了真實SLS的兩枚固體助推器，請注意這裡如果不減速登陸的話其實就是一次「自由返回軌道」，常玩兒坎巴拉的玩家會發現本文所有的提到繞月軌道都和平常在遊戲里飛的不同。

來吧，小夥子們，別不承認了，你們平常飛的都是這個軌道是吧（我國的嫦娥一號軌道）。從地球發射，進入幾百km的停泊軌道，然後點火進入地月轉移軌道，然後在遠地點，也就是近月點制動剎車，進入大橢圓環月軌道，然後繼續制動圓化軌道。而載人任務為什麼不採用這種軌道設計而非要飛出一個8字型呢？（其實考慮月球公轉，並不是理想的8字）有興趣的可以在文末留言。

說起首飛載人這種近乎「賭博」的航天任務，在航天史上可謂是少有先例。僅有1981年「哥倫比亞」號太空梭進行過類似任務，由約翰?楊和羅伯特?克里平兩位航天員冒險執飛，最終任務成功，拉開了太空梭時代的序幕。太空梭雖然是首飛載人，但其實之前也已進行過多次空投滑翔試驗。而SLS此次首飛載人，做為新火箭+新飛船+高軌道的一次組合任務，風險之大已經無需多言。

首飛載人在航天史上僅此一例，史稱STS-1任務

但是NASA此舉也並非失去理智，此次首飛載人的「迷之自信」還要從SLS火箭本身說起，由於太空梭在2011年的黯然退役，前總統奧巴馬為了保證政治穩定和維持就業，利用太空梭時代的技術遺產，推動SLS立項通過。

但是這也使得該火箭自出生起就飽受爭議，因為它基本上就是太空梭在放棄重複使用後的一次「回爐重構」，火箭起飛級採用復用翻新的主發動機RS-25，兩枚助推器也是太空梭固體助推器的一次性五段加長版，而Block1構型的二級「過渡低溫推進級」（ICPS）派生自現役的德爾塔4火箭二級，Block1B和Block2構型的「探索上面級」（EUS）也只不過是由4台成熟的RL-10發動機組合而成。可以說SLS的整個動力系統沒有一款發動機是全新研發的，都是已有成熟推進系統的重新組合。從這個角度來講，該火箭的可靠性也還算說得過去。

SLS的4個構型，近地軌道運力從70噸到130噸不等，包含獵戶座推進艙、先進助推器、EUS在內，全都是已有的成熟發動機，不得不說老美航天領域底子確實太厚

第四部分：突然加速的SLS和SpaceX撞車僅僅是巧合么？

其風險之大由此可見一斑。但既然任務風險如此之大，NASA為何還要推進這次「冒險」呢？而且最最最巧合的是，特朗普治下的NASA做出這個決定正好在SpaceX宣布載人繞月一周多以前，這是不是太巧了？

NASA針對SpaceX私人繞月任務的聲明

SpaceX發布後，NASA發布了一篇看似鼓勵和支持的聲明，但是請注意文中所用的「Venture」（冒險）一詞。從美國航天大環境來說，SpaceX繞月是一件不折不扣的好事兒，但是對於NASA來說，SpaceX這一繞月，未來面向國會老爺的這個載人深空探索經費可就越來越難要了。所以負責獵戶座飛船和SLS的部分官員（所謂利益攸關方）借部分媒體隱晦的轉述了NASA實質上對於SpaceX此次繞月任務的不滿：你不但搶我風頭，還不務正業（儘快恢復載人航天能力）去賺外快，最關鍵的是還拿著我給你的錢開發出來的載人龍飛船去干私活，反而不顧我被俄羅斯坑的死去活來這件事兒（天價聯盟船票）。NASA一副可憐巴巴，餵了白眼狼的無辜感。。。

然而神轉折的還在後面，SpaceX發布會後，有媒體爆料——其實SpaceX深知NASA的知遇之恩，雖然此次繞月屬於商業行為，但其實早在公開之前SpaceX就已經將該計劃私下通知了特朗普和部分NASA負責人，其實所謂NASA突然要EM-1載人其實是看到被SpaceX搶了風頭面上不好看，強行推行的一個任務。

馬斯克：大哥，你這不仗義啊，我好心告訴你你就懟我。

特朗普：小弟，別怪我，不懟你我面子上掛不住啊。

美國近年來勢洶洶，發展迅速的民營航天已逐步包攬各種近地軌道發射任務，而部分公司已不再滿足於近地軌道的束縛。意圖再次上演「國退民進」，染指深空探索這塊「大國的領地」。因此，如果NASA不能及時強化深空領域的話語地位，難免最終淪為一個深空發射任務的合同發包商。尤其是SpaceX公司的繞月旅遊任務推出之後。雖然這個計劃比SLS首飛載人更加瘋狂和激進，按期發射的幾率更低，但這種無形壓力想必已經讓NASA如坐針氈。

可以說，美國航天正處在一個前所未有的變革時代當中，雖然NASA仍不想放棄在此領域的引領地位，但是歷史形成的這種蹉跎徘徊的政治體制弊病已無可避免的束縛了它的前進。縱觀歷史，美國任何龐大航天計劃最大的對手並非浩渺無垠的深空，而是4年或8年一次的兩黨輪替和隨之帶來的航天政策搖擺，所以這一次彷彿阿波羅時代的冒險之舉，或許只是特朗普時代的NASA在痛定思痛後快刀斬亂麻的一次嘗試。而競爭永遠是促進一個行業的不二法門！

（未完待續）

實際上18年不太可能。

目前發射計劃是18年12月從KSC 39A用Falcon Heavy發射Dragon 2飛船

FH也好，龍2也好，都是今年（17）下半年才會執行第一次任務。18年底要執行繞月任務時間實在是太緊了。且不說FH或者龍2自身出現嚴重問題。因為各種生產和運營中的小問題導致的發射跳票都是家常便飯。如果經常關注衛星發射的話，一次沒有任何技術難度的發射因為各種亂七八糟的問題跳票個幾天幾個月實在太正常了。當然，也正因如此，也許人家說的18年發射和這種衛星發射排期是同一個概念。那麼其實也沒什麼不妥

從另一方面來說，技術上挑戰其實不大。只要這兩個人還願意出這個錢，時間要求不要那麼嚴格的話。這個可行性還是非常高的。

月球軌道其實不太確切。飛船並不會減速進入環月軌道，而是飛掠月球的時候利用月球引力轉向返回地球。

free trajectory flight

另外，SpaceX還說如果NASA有需要的話，SpaceX會優先考慮NASA的任務。

NASA之前計劃用SLS和Orion火箭在2018年9-11月執行EM-1任務。這個也會在某種程度上環月。

有消息說SpaceX的前往火星的紅龍任務從18年推遲到20年和這次環月飛行有關。

那麼對於這種直接和SLS這種政治任務進行挑戰的行為似乎又變得非常有趣

說出來是一回事，做到確又是另一回事，阿三都發104顆了，這航空商業公司還耐得住？還不趕緊發點消息吸引眼球~

純屬調侃，當眼紅別人咯