最近几个月，航空航天领域接连发生了几件大事。先是2月9日到2月10日，马斯克连续在X上发帖称，SpaceX已调整重心，短期内，火星殖民的计划将让位于征服月球。
对此，一些原本就不看好马斯克的人们，开始了连番炮轰，说吹牛不打草稿的马斯克，如今终于露馅了吧？不是说好「月球只是干扰，应该直奔火星」吗？果然一切都是资本画大饼圈钱的把戏。
紧接着，4月2日，《华尔街日报》报道称，SpaceX日前已秘密向美国证券交易委员会提交了IPO申请，有望于今年6月实现上市，募资规模或高达750亿美元，可能是史上最大规模的IPO。
而今年2月，SpaceX还合并了马斯克旗下人工智能初创公司xAI，合并后的估值高达1.75万亿美元。
而就在SpaceX即将上市的消息传出的同时，美东时间4月1日傍晚6点半左右，美国佛罗里达州肯尼迪航天中心39B发射台，传来了震天轰鸣。
SLS火箭搭载「猎户座」载人飞船升空，执行「阿耳忒弥斯2号」载人绕月飞行测试任务。
这是自1972年「阿波罗17号」任务结束后，时隔半个世纪，人类宇航员再次飞往月球方向，也标志着重返月球计划的全新篇章。
如果你把马斯克押注登月、SpaceX密谋上市、和阿耳忒弥斯2号成功发射串起来看的话，会发现一场正在进行中的21世纪登月竞赛。
而这场竞赛与上个世纪发生在美苏之间的太空竞赛有着本质的不同，政治作秀绝不是其主要目的，这次各国都有其更宏伟的目标，月球背面成了被争夺的核心区域。
科学家们究竟在月球背面和月球南极发现了什么？为什么很多人都笃定，我们这一代人，有生之年势必会见证人类迈向宇宙的奇迹？今天我们来聊聊这场新时代的登月竞赛背后的秘密。
1969年7月20日，全球6亿人守在电视机前，注视着尼尔·阿姆斯特朗在月面迈出历史性一步。此后阿波罗计划共成功实施了6次载人登月，先后把12名宇航员送到月球表面。
1972年12月7日，阿波罗17号成功发射，就当人们以为我们即将迈入星际时代的新纪元时，一切戛然而止。
此后半个世纪里，人类的载人航天活动再没有接近过月球。直到最近阿耳忒弥斯2号（Artemis II）任务载着4名宇航员绕月飞行一圈后返回。
这次，阿尔忒弥斯2号并非一次登月任务，而是一场针对载人深空往返系统的实战验证。
它的核心目标只有一个：确认SLS火箭与猎户座飞船的组合，能否安全地将宇航员送入月球轨道并顺利带回地球。
这是整个阿尔忒弥斯计划中，载人环节最基础也是最关键的生死考验。任务全程把安全放在了第一位，采用了经典的自由返回轨道设计。
简单来说，就是给猎户座飞船留了一条「后路」：即便中途动力完全失效，猎户座飞船也能借助月球引力自动甩回地球，不需要额外救援。
SLS火箭将猎户座飞船送入绕地轨道后船箭分离，次日飞船点火进入地月转移轨道，4天后以8字形轨迹飞掠月球背面，最近距离月球约7600公里。
飞船全程不减速、不进入环月轨道、更不进行任何着陆操作，最终以超过4万公里每小时的速度冲入大气层，美东时间4月10日晚上8:07分，猎户座飞船成功在太平洋溅落回收。
美国重返月球的阿耳忒弥斯计划创建于2017年，特朗普第一任期时。
在希腊神话中，月亮女神阿耳忒弥斯是太阳神阿波罗的姐姐，将重返月球的计划被命名为「阿耳忒弥斯」，显然是在致敬阿波罗计划。
创建之初，阿耳忒弥斯计划被划分为了这样几个阶段：第一步，阿耳忒弥斯1号任务将在2022年完成无人绕月飞行测试，这一步美国已经做到了。
第二步，阿耳忒弥斯2号任务将搭载四名宇航员进行为期约10天的载人绕月飞行，这一步也刚刚完成。第三步，2027年，阿尔忒弥斯3号任务将实现人类再次登月，目标地点是月球南极地区。
然而，今年2月，就在阿尔忒弥斯2号为按计划发射而苦苦挣扎的时候，NASA发布了一份公告：整个阿尔忒弥斯登月计划，要全面重组。
这不是主动的战略升级，而是被逼到墙角的无奈救场，因为计划自启动以来，就面临着各种技术缺陷、进度延误、成本超支等问题。
阿耳忒弥斯计划采用的是「政府搭台、企业唱戏」的模式：NASA负责设计和研发超重型运载火箭SLS和核心载人工具--猎户座飞船。
而载人登月着陆器和月球车等则交给私营公司。SLS火箭和猎户座飞船已经通过了无人绕月和本次载人绕月的考验，但交给SpaceX开发的着陆器---星舰HLS载人着陆系统却成了「阿喀琉斯之踵」。
HLS需要突破在太空轨道上加油、月面精准垂直着陆等之前从未实现过的技术难题。由于HLS月球着陆器自身质量已经极其庞大了，所以无法再携带大量燃料进入太空。
到达近地轨道时，燃料几乎所剩无几。然而完成登月、起飞并返回轨道的全部任务，需要持续、巨量的燃料供给。
对于这个难题，SpaceX提出的解决方案是进行一场「太空加油接力」：
在发射HLS升空之前，先发射一艘「轨道燃料库」版本的星舰Depot到近地轨道，然后在短时间内连续发射十几艘运油版本的星舰Tanker，通过船对船对接，将低温推进剂---液氧甲烷，转移到燃料库Depot。
而这正是最大的技术难点。太空中，因为没有重力，液氧甲烷会飘来飘去，这使得传统的「底部吸油」转移方法失效。
而且液氧甲烷的沸点又很低，将近零下200摄氏度，燃料库内的这些低温推进剂，不可能完全绝热，会不可避免地因为吸收太空环境的热量而挥发。
这就导致留给人们的作业窗口极其短暂，技术团队需要在短时间内，将燃料库Depot加满推进剂，再将推进剂一次注进HLS月球着陆器，中间任何一个环节都不能出现纰漏。
所以至今为止，SpaceX仍然没能完成「船对船」的推进剂转移演示任务，这是项目进度落后的主要原因之一。
除此之外，NASA在规划阿耳忒弥斯计划时，还选择了一条更复杂的道路，那就是在月球轨道建立「深空门」空间站，作为深空探索的中转站，为未来星际活动提供战略支点。
宇航员可在此换乘不同类型的着陆器，前往月面不同地点。
它也可以作为前往火星或其他深空目的地的中转站、测试平台和燃料补给站。有了深空门，人类的太空探索将不止步于「插旗」阶段，而是实现真正的基建、定居和远航。
可还是那句话，理想很丰满现实很骨感。随着项目的推进，深空门被批评大大增加了计划的复杂性和成本，严重影响了载人登月的时间表。
2026年2月27日，NASA局长艾萨克曼宣布对阿耳忒弥斯计划进行结构性重组——取消SLS火箭升级、推迟首次登月、引入地球轨道预演任务，甚至让「深空门」地位松动。
按照此前的计划，阿耳忒弥斯2号绕月飞行任务完成后，将直接跳到载人登月，省略了大量的关键在轨验证环节，虽然节省了时间，但也让安全风险完全失控。
新调整后的计划将不再执着于，在首次重返月球的同时完成深空门的建设。原定2027年执行的阿尔忒弥斯3号首次载人登月任务，被直接降级。
登月目标彻底取消，改为在近地轨道完成猎户座飞船与登月舱的交会对接测试，以及新一代舱外航天服的验证，把所有高风险的首次技术验证全部留在近地轨道消化。
首次载人登月的使命，顺延给了最早2028年发射的阿尔忒弥斯4号，同时计划在2028年新增阿耳忒弥斯5号任务，实现一年内两次登月。
说到这儿，一定会有人感到好奇了，美国半个世纪前就已经登月了，要知道当年阿波罗11号飞船的主控计算机算力不过1.024MHz（兆赫兹），存储量仅为72KB。
现在随便一台手机的算力就是阿波罗飞船主控计算机算力的10万多倍，存储量超过40万倍，怎么如今美国想要复刻当年的辉煌就这么难呢？难道真如传闻中所说，登月是造假的吗？
登月阴谋论并不是本期的讨论重点，这里我想说的是，登月的核心难点并不在于计算机的算力不足，而在于火箭推力、材料科学、极端环境适应性等复杂的综合工程问题。
半个世纪过去了，当年的很多工艺技术已迭代甚至失传，重启登月很大程度上相当于重新开发技术。而且肯尼迪当年定下登月目标，并非出于对太空探索的热爱，而是为了与苏联展开竞争。
当时人们在乎的只是谁先在月球表面插上国旗、留下脚印，但这次登月却是为了实现可持续的月球探索架构。
而且阿波罗计划的着陆点主要集中在月球的正面，那里地势平坦，有利于安全着陆，也能和地球保持顺畅的通讯。
但这次中美两国都不约而同地盯上了月球南极作为落脚点，并将月球背面和极区作为建立基地的重点选址区域。这又是为什么呢？月球背面和极区究竟藏着什么秘密？
从古至今，每天都有无数人举头望明月，发出各式各样的感慨。但你知道吗？千百年来，无论是初一还是十五，人类看到的都是月亮的同一个面。
原因很简单，在数亿年的摩擦耗能之后，月球自转越来越慢，如今月球的自转周期，和它围绕地球的公转周期是一样的，也就是说，地球实现了对月球的潮汐锁定。
这就导致月球始终只有一面朝向地球。
而月球自转和公转一周的时长都是27.3217个地球日，考虑到月球围绕地球公转，地球又围绕太阳公转，月球上一次完整的「日出到下一个日出」的周期约为29.5 个地球日。
这段时间内，月球上的同一地点会经历14.75 天的白天和14.75 天的黑夜。
由于受到月球自身的遮挡，在月球背面，任何人类探测器都无法直接与地球进行测控通信和数据传输，这也是为什么此前的阿波罗载人任务，和苏联的无人登月器着陆任务都选择登陆月球正面的原因。
而月球的南北两极位于月球正面与背面的交界处，理论上在地势开阔平坦处是可以直接与地球通信的，但由于南北两极存在大量陨石坑，实际地形非常崎岖，信号往往会被遮挡，稍有误差，还可能进入永久阴影区。
所谓永久阴影区，是指由于太阳入射角度太低，而形成的永远照不到阳光的区域。月球的自转轴几乎垂直于黄道面，倾角仅为约 1.5 度，远小于地球的 23.5 度。
这意味着阳光始终以非常低的角度，掠过月球的南北极。再加上南北极的陨石坑往往有高耸的坑壁，阳光无法照进坑底的洼地，这就导致这些区域终年处于极寒、黑暗的状态，温度往往低于零下180度。
既然登陆难度这么大，中美两国为什么非要死磕月球南极呢？这是因为科学研究已经证实，月球南极存在大量水冰物质。
2009年，NASA发射了LCROSS探测器撞击月球南极卡比厄斯陨石坑，在形成的巨大羽流中，科学家探测到了羟基的光谱特征，表明在卡比厄斯底部存在水冰。
2018年，NASA又发布了用月球矿物测绘仪探测出的水冰在南北两极的分布情况。南极的大部分水冰集中在陨石坑中，而北极的分布则更广泛更稀疏。
水冰说白了就是固态的水，有了水，月球基地才有可能真正运转起来，而不是每次都从地球上运送补给。
水冰融化后可提供饮用水，也能电解成氢和氧，液氢是火箭的重要燃料，液氧是高效助燃剂，而氧气又是人类生存的基础。
从星际旅行的角度来看，如果能在月球上制备燃料，就相当于在月球建了一座星际加油站，人类可以以此作为深空跳板，前往更遥远的星际目的地。
除此之外，月球还有稀土元素，铁、钛，以及极为珍贵的氦-3。氦-3被认为是一种近乎完美的、清洁的核聚变能源燃料，它也是月球上最受关注的资源之一。
由于月球表面没有大气层和磁场的保护，太阳风中的氦-3直接积攒在月壤中。据估计，月球上的氦-3储量有至少110万吨以上，而地球上的氦-3储量仅为0.5~30吨。
理论上，100吨氦-3进行核聚变反应产生的能量，就能满足全球一整年的能源需求。也就是说，月球上的氦-3的总量至少够人类用上一万年了。
而月球背面的氦-3储量被认为比正面更丰富。而且月球实体有效地屏蔽了来自地球的各种无线电信号干扰和辐射干扰，这意味着月球背面是进行深空探测和天文观测的「绝佳净土」。
如果从殖民火星的角度来看，火星和地球在以不同的速度和轨道绕太阳公转，两者间的距离最近时也有5500万公里，通信延迟单程就要20分钟。
月球则不一样，距离地球只有38万公里，出了问题都能更及时的应对和处理，生命支持、发电、辐射防护，这些技术在月球上试错的代价，比在火星上小得多。
而且从地球发射火箭前往火星的最佳窗口期，每26个月才有一次。即便抓住窗口，单程飞行也需要大约6个月。相比之下，前往月球的发射窗口大约每10天就有一次，飞行时间仅需2天左右。
马斯克算了一笔账，他说：「我们可以在不到10年的时间里，使月球城市实现自我发展，但由于火星的迭代周期为26个月，因此火星城市的建设至少需要20年，甚至更长。」
所以马斯克并没有放弃殖民火星，他只是想把月球当做跳板，先站稳近地，再图谋深空。不管是去月球，还是去火星，毫无疑问都是极其烧钱的，这可能也是坚持不上市SpaceX最近密谋上市的原因吧。
1967年，联合国主导谈判和起草了《外层空间条约》，截至2025年5月，已经有117个国家是该条约的缔约国了，涵盖所有主要的航天国家。
条约内容包括，禁止在太空中使用核武器；禁止任何国家对外层空间或任何天体主张主权，确保所有国家都应自由探索和使用太空。
话虽这么说，但英国首位航天员海伦·沙曼（Helen Sharman）博士说过的一句话点出了现实：「你拥有不了那块地，但你在上面干活，别人没有权利干涉你。」
换句话说，如今的登月竞赛不是冷战时期的面子工程了，而是一场实打实的地盘争夺战，谁先落地月球，谁就有了这块区域的开发权，别国不得干涉。
NASA之所以对阿耳忒弥斯计划进行重大重组，宁可将具有战略意义但耗时耗资的「深空门」项目往后排，也要确保载人登月优先，是因为他们已经感受到了来自竞争对手的压力。
而这次的对手自然不是已经解体的苏联，而是中国。
中国设计的登月路径与美国完全不同。美国的难题是「重启」，即通过阿尔忒弥斯计划，把载人往返月球的能力重新「捡起来」。
而中国此前没有这方面的技术和经验积累，只能选择另一条更扎实的道路：无人先行，载人跟进。
中国的探月工程，又称「嫦娥工程」，始于2004年，初期规划分为绕、落、回三个阶段，已经由月球探测卫星嫦娥一号至六号圆满完成了。
如今，工程已进入拓展后的第四阶段，计划2026年夏天发射嫦娥七号，2028年发射嫦娥八号，2030年前实现中国首次载人登月。
后续，在2040年前，建成一个完善的国际月球科研站，开展日地月空间环境探测及科学试验。
2007年10月24日，中国的首颗月球探测卫星嫦娥一号跟随长征三号甲运载火箭发射升空。
利用嫦娥一号拍摄的照片，中国第一次发布了高精度全月图，分辨率达到了120米，是当时世界上公开发布的精度最高的全月图。
截止到2009年3月1日，嫦娥一号累计绕月飞行了5514圈，就在这一天，嫦娥一号以撞击月球的悲壮方式结束了它的使命。
而受控撞月也是月球探测器结束使命后普遍采用的自毁方式，这样，一来可以避免月球轨道上留下航天器残骸，防止太空垃圾碰撞未来的航天器；二来可以观测深度撞击后月壤的变化，寻找月壤深处的水源。
2010年10月1日发射的嫦娥二号则是嫦娥工程第二阶段的先导星，为后续嫦娥三号在月面的降落铺好路，验证关键技术，并对预选的着陆区进行高分辨率成像。
2011年6月，在完成使命后，嫦娥二号还飞离了月球轨道，来到了日地拉格朗日L2点的环绕轨道，进行科学探测。
2013年12月2日，嫦娥三号从西昌卫星发射中心发射升空，这次使用的是更大推力的长征三号乙运载火箭。
12月14日21点11分，嫦娥三号顺利地落在了月球正面的虹湾（落点坐标为北纬44.12度、西经19.51度）。
接着，玉兔一号月球车从嫦娥三号上走下来，进行了3个月的月表探测，最后由于故障停止了前进的脚步，行驶距离累计114.8米。
接下来的嫦娥四号是重头戏，因为它的目标着陆点是月球背面的冯·卡门撞击坑（Von Kármán crater）。
冯·卡门撞击坑位于月球背面南半部，在巨大的南极-艾特肯盆地内部。
前面我们提到，月球背面与地球是无法通讯的，为解决这一难题，在发射嫦娥四号之前，2018年5月，中国探月工程先部署了「鹊桥号」中继卫星，使其在月球背后6.5万公里之外的地月拉格朗日L2点附近的Halo轨道上运行。
拉格朗日点又称平动点，是天体力学里，两个大质量天体（如地球和月球）形成的引力场中的五个特殊位置（L1、L2、L3、L4、L5）。
在这些位置上，较小的天体（如卫星等航天器）受到的引力与离心力恰好达到平衡，使得卫星可以长期保持轨道位置而几乎不用消耗推进剂。
这就是鹊桥号运行的原理。而鹊桥号的Halo轨道的形状不同于地球卫星的椭圆轨道，而是三维非规则曲线，轨道控制异常复杂。
鹊桥号中继卫星的意义不言而喻，它是人类历史上首个部署在月球背面的中继卫星，架起了地球和月球背面之间的沟通桥梁。
2018年12月8日，嫦娥四号搭乘长征三号乙火箭，从中国西昌卫星发射中心发射升空。
2019年1月3日10时26分，嫦娥四号稳稳地落在了月球背面的冯·卡门撞击坑内，中国成为了世界上第一个成功实现航天器月球背面软着陆的国家。
一个多小时后，嫦娥四号通过鹊桥中继星，向地球传送了一张照片，这是世界第一张近距离拍摄的月背影像图。
嫦娥四号着陆的当天晚上22点22分，玉兔二号巡视器踏上月面，截止到2025年12月，玉兔二号已经累计工作了超过7年，行驶里程超过1690米，至今仍在回传月球背面的影像资料和科学数据。
在前几年的探测中，玉兔二号还发现了数粒半透明微小玻璃球、以及类似「神秘小屋」的突起岩石等，为研究月球地质演化提供了关键数据。
接下来，嫦娥五号和六号则执行的是月球采样并带回地球的任务。
2020年11月24日，嫦娥五号发射成功，并于12月1日，着陆在月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
返回时，嫦娥五号携带了1.731千克的月球样本。有了嫦娥五号的返回经验，嫦娥六号直接挑战降落在月球背面南极-艾特肯盆地的阿波罗环形山南部地区。
2024年6月底，嫦娥六号返回地球时携带了大约2千克的月球南极月壤样本。这是人类第一次实现月球背面采样返回，科学意义重大。
早在2023年，中国载人航天工程办公室就正式官宣了，中国将开展「载人月球探测工程」，最终实现长期驻留月球的目标。
中国用于登月的新一代载人飞船名为「梦舟」，是在神舟飞船的基础上全面升级研制的，由返回舱和服务舱组成。
执行登月任务时，梦舟飞船可搭载3名宇航员；执行近地轨道飞行任务时，则可搭载7名宇航员。
月面着陆器的名称是「揽月」，由登月舱和推进舱组成，可搭载2名宇航员往返于环月轨道和月球表面，还可携带「探索号」月球车。
揽月着陆器是宇航员登陆月球后的临时月面生活中心、能源中心及数据中心。
按照规划，两枚长征十号运载火箭会先后将「揽月着陆器」和「梦舟飞船」送入轨道，之后，揽月和梦舟将在环月轨道进行交会对接，两名宇航员从梦舟飞船进入揽月着陆器，准备登月着陆。
另外一名宇航员则留守梦舟，沿环月轨道飞行，以备接应。揽月顺利降落月面后，宇航员将驾驶「探索号」月球车，进行月面科考活动。
任务完成后，两名宇航员返回「揽月」，揽月从月面上升至环月轨道，与搭载另外一名宇航员的「梦舟」实现第二次交会对接。
揽月里的两名登月宇航员进入梦舟。最后，梦舟与揽月再次分离，返回地球。
说到这儿，相信很多人都注意到了，中国的登月蓝图采取的是「双箭发射、月球对接」的模式。
之所以不让一艘长征十号同时搭载梦舟飞船和揽月着陆器升空，一方面是处于风险控制的考虑，需要增加系统的冗余度与安全性，另一方面也是因为长征十号的运载能力有限。
不得不承认，中国的航天事业由于起步较晚，至今仍和美国有一定差距，尤其是在规模化运营和火箭回收技术方面。
正在研发的长征十号运载火箭，高度相当于30层楼，地月转移轨道运载能力不小于27吨，未来有望实现可重复使用。
但就目前来说，中国尚无一款可重复使用火箭能对标SpaceX的猎鹰九号，更别说运载能力超过100吨的新一代巨型火箭星舰了。
但我们也不用妄自菲薄，相比美国，中国的探月工程还是有很多独特的优势的，比如集中的管控体系。
它能够为项目制定数十年的长期规划和资金投入，而且中国是全球唯一一个拿到月背样本的国家。
所以虽然阿尔忒弥斯计划调整后定下的载人登月时间是2028年，比中国的目标早两年，但就连NASA自己也承认，这场竞赛他们未必能赢。
15世纪末，葡萄牙和西班牙人为寻找珍贵的香料和黄金，程帆远航，开启了大航海时代。最后，香料和黄金当然找到了，但大航海时代带给人类命运的改变远不止如此。
为了进行远洋航行，人类在造船术、导航仪器制造、天文学和地理学领域取得了巨大进步，极大地推动了近代科学的发展。
新大陆的发现，彻底改变了人们对世界的认知。探险家们沿途绘制的航海图、建立的贸易航线，重塑了人们的生活。
今天的登月计划，正如当年的大航海。未来会发生什么，谁都无法100%预料，但这注定是一个迈向星辰大海的新时代。
