网关：21 世纪的大胆创新计划任务

在 2027 年的某个未知的日子，如果一切按计划进行，SpaceX 猎鹰重型火箭将向地球大气层以外的黑暗虚空发射，并携带环绕月球运行的空间站的基本结构——这是人类在深空长期生活的第一个地方。

虽然宇航员已经在国际空间站居住了几十年，但它在距离地球表面仅 250 英里的地方绕地球运行。月球空间站将远约 1,000 倍。NASA 将这个未来的宇宙栖息地称为 Gateway。这是该机构阿尔忒弥斯计划的一部分，该计划是一项前往月球然后前往火星的国际计划。

早期的阿尔忒弥斯任务基本上都是对半个多世纪前阿波罗计划所完成的工作的花哨重复。阿尔忒弥斯一号于 2022 年发射，将一个太空舱送出一个太空舱，能够载人进行 140 万英里的旅程，形状像一个无限符号，越过月球并返回。第二次任务定于 2026 年进行，将送人类踏上类似的旅程。然后，阿尔忒弥斯 III 号将自 1972 年以来首次将人类送上月球表面。

然而，在那之后，该计划与过去的成就背道而驰。2027 年的发射将把 Gateway 的初始部件——空间站的电气心脏和实际的生活空间——一个工作室公寓大小的圆柱体，类似于一个巨大的铝制水瓶——送入月球轨道。它们将共同为未来的宇航员提供居住地和通信方式，为空间站提供动力，并将其保持在正确的轨道上。

宇航员在阿尔忒弥斯四号任务之前不会开始居住在盖特威，现在计划不早于 2028 年 9 月。登月后，计划将空间站用作月球任务的浮动大本营至少 15 年。在“网关”首次发射几年后，美国宇航局将让国际空间站退役，以便该机构可以将其资源集中在更远的努力上。

美国宇航局表示，正如国际空间站是 Gateway 的垫脚石一样，Gateway 是其漫长的月球-火星之旅的垫脚石，是一个轨道前哨站，有助于为月球和红色星球上的永久基础设施铺平道路。“Gateway 确实是阿尔忒弥斯架构的基石，”Gateway 项目经理 Jon Olansen 说。“它真的创造了这个基础。”该航天器可以教 NASA 及其宇航员如何在远离家乡的地方工作，测试可以在深空自主运行的太空技术，为练习遥远的探索提供永久平台，甚至可以作为建造前往火星的飞行器的地方。

但其他人，包括一位前美国宇航局局长和一位前空间站宇航员，表示 Gateway 是一个工程师可以跳过的昂贵、冒险、费力的步骤——NASA 可以直接降落在月球上，并在那里练习其远程太空生活。一些人认为，该空间站的存在只是为了利用 NASA 已经花钱购买的硬件，这是前几届总统政府现已取消的太空计划的遗留问题。

谁对谁对取决于人们如何看待 NASA 的目标——部分问题在于追求长期目标的难度，项目跨越数十年、政治过渡和不断变化的技术。

Gateway 的起源可以在不同总统政府的更迭中找到。每位即将上任的总统都会任命一位新的 NASA 管理员，而权力的转移往往会影响 NASA 的太空探索计划。例如，乔治·布什 （George W. Bush） 领导了一个名为 Constellation 的计划，旨在完成国际空间站，前往月球，然后前往这颗红色星球。奥巴马政府否决了这个想法，而是想将一颗小行星重定向到靠近月球的地方，宇航员可以在那里探索它，然后去火星。

与此同时，特朗普的第一届白宫政府提出了深空门户（Deep Space Gateway）的想法，然后将重点转移到将宇航员直接送上月球表面。拜登维护了通用的月球-火星框架，Gateway 完成了过渡。

“在过去35年里，看到NASA的勘探目标发生重大变化，这令人沮丧，”科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）的天体物理学家杰克·伯恩斯（Jack Burns）说，他曾在2016年NASA总统过渡团队工作。这些变化历来减缓了太空的进步。“在过去的八年里，我们的勘探目标一直保持一定的稳定性，”Burns 继续说道，“但之前的波动在资金和势头方面代价高昂。

但所有这些政府都以自己的方式同意，需要有一些中间步骤——无论是在月球本身，还是在小行星上，还是在空间站上——让人类可以在冒险数百万英里前往火星之前，在更安全的距离上练习真正的太空生活。所有这些都可能允许探索性课程和先进的技术，但 Gateway 是现有的计划——至少目前是这样。

对于空间站的规划和控制经理 Emma Lehnhardt 来说，Gateway 是太空更广阔未来的开始。“我们正在学习如何在陆地上生活和工作，”她说，利用手头的资源。

她认为，总有一天，人类将在太空中拥有一个基本的文明——有工作、有工业、有许多不同的宇宙飞船。但必须首先有一个航天器。“对我来说，Gateway 真正开启了对未来的看法，”Lehnhardt 说。

虽然 Gateway 将从它的两个适度的部分开始，但它会随着时间的推移而扩展，在未来的 Artemis 任务中获得新模块，并定期获得补给、重新配备人员和加油。

到 2030 年代建造结束时，Gateway 的规模将达到国际空间站的 10% 到 20% 左右，其轨道上可以与宇航员和月球表面的机器人进行快速通信。最多四名宇航员一次将停留一到三个月，与国际空间站相比，时间更短，宇航员一次最多只能居住一年。“这些更像是露营旅行，”Lehnhardt 说。

鉴于露营者不会总是在船上，Gateway 将能够自主作，测试如果 NASA 冒险前往火星，那种自我指导将很有用。鉴于地球和火星之间的距离很远，而且与浩瀚的太空相比，光速相对较慢，飞船和任务控制中心之间的通信需要很长时间，地球无法有效、安全地控制飞船。

但 NASA 希望找到一种方法，至少为这两个地方带来一些舒适感。地球是“一个美好、舒适的环境，”美国宇航局月球建筑团队负责人沙特尔·巴克塔 （Shatel Bhakta） 说。“但是，在寒冷严酷的太空中，为我们粉红色、柔软的人类生命形式提供这种感觉——这实际上是相当具有挑战性的。”

Gateway 宇航员需要的最大舒适度是辐射屏蔽。离家近，地球的磁场就像一个盾牌，将不断流经宇宙的破坏细胞的能量和粒子从脆弱的生物组织和仪器中引导出去。

前宇航员特里·维尔茨 （Terry Virts） 在太空中度过了 200 多天，包括在国际空间站上。该空间站受益于一些地球保护，但宇航员在六个月内获得的辐射剂量大约是普通地球居民的 25 倍。“对于在月球轨道上的人类来说，这将更加危险，”Virts 在给 Undark 的一封电子邮件中写道。

这就是为什么 Gateway 的三项初步科学实验（将在宇航员到达之前开始）试图量化这种辐射问题的原因之一。“很明显，这就是我们需要研究的内容，”Gateway 任务集成和利用经理斯蒂芬妮·布斯柯克-达德利 （Stephanie Buskirk-Dudley） 说。“因为我们没有这种数据。”

日光物理学环境和辐射测量实验套件（Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite）和欧洲辐射传感器阵列（European Radiation Sensors Array）这两台仪器将张贴在Gateway的外部，以了解太空天气和原始宇宙环境是什么样的。Gateway 内部将是内部剂量计阵列，其测量值可以与外部的测量值进行比较，以了解该站在多大程度上抑制了宇宙的愤怒。

“当然，这些实验可以在无人卫星上以更便宜的成本完成，”反对 Gateway 的 Virts 指出——部分原因是辐射等风险，部分原因是效率低下，比如让人类做卫星可以做的科学。

Gateway 的所有科学都不一定如此，其未来仍有待确定。Buskirk-Dudley 说，以后的任务可能会研究中微子。这些是宇宙中最丰富的粒子之一，但由于它们的质量小且速度快，它们很少与常规物质相互作用，因此很难了解。研究人员还可以探索药物对长期辐射的反应。美国宇航局还向人类健康研究人员提出了建议深空研究的请求。此外，科学家们还计划对月球表面进行机器人探索，宇航员可以实时指导机器人科学家，而不是发送命令，等待执行，然后再发送另一个命令。“这比从地球上控制它有优势，”伯恩斯说。

伯恩斯对可以揭示月球内部运作的地震传感器之类的东西特别兴奋;可以搜索极地冰作为火箭燃料或未来宇航员食物的仪器;以及远离地球干扰的射电望远镜，也由 Gateway 控制。“我们以前从未能够在行星体上做到这一点，”伯恩斯说。

在接下来的几十年里，一旦 NASA 对月球有了更多的经验和了解，该机构还计划在那里建造一个前哨站和房屋。但在那之前，宇航员的半永久家园将是太空的真空。

Gateway 宇航员将获得与国际空间站上的宇航员截然不同的体验。如果出现问题（当事情进展顺利时），Gateway 将在几天内，而不是通常的时间。

这个距离对 Gateway 的居民来说是显而易见的。在国际空间站上，宇航员可以随时俯视他们的母星。“你可以漂浮到圆顶上，打开百叶窗，”曾两次访问国际空间站的美国宇航局宇航员伦道夫·布雷斯尼克（Randolph “Randy” Bresnik）说。太空爱好者可以欣赏落基山脉的涟漪，观看极光在杆子上翩翩起舞，凝视着海洋上的云朵。地球居民也可以抬头仰望，将国际空间站视为在天空中移动的快速移动的光。

与此同时，从 Gateway 出发，宇航员将能够用拇指覆盖整个地球;尘世的眼球根本看不到他们。

人类学家杰克·斯图斯特 （Jack Stuster） 说，尽管距离遥远，但留在 Gateway 上可能比留在国际空间站更容易。根据他为 NASA 分析的宇航员日记，六个月——典型的国际空间站停留——在太空中是一段很长的时间。一个月？三？小菜一碟。“而且你也有可能去月球，”斯图斯特说——一个潜在的情绪助推器。

不过，斯图斯特表示，美国宇航局在设计宇航员的小生活区时，并不总是将宇航员的最大利益放在首位。目标通常是使产品的质量尽可能低——发射成本更低，更容易维护，他说：“这完全是效率、成本和进度的问题。

布雷斯尼克认为该机构的观点更加平衡：“这是载人航天，”他在电子邮件中写道，“因此，虽然成本、质量和进度始终是因素，但宇航员办公室所属的 NASA 飞行运营局继续引领确保人类航天飞行中的安全和优化”人类“的思维方式。

学习如何对人类友好相待——例如，优先考虑让宇航员保持快乐和强壮的健身器材等物品——是长期留在太空的关键。Bresnik 现在正在向 NASA 建议如何使 Gateway 成为对人类最友好的，其中包括权衡一些简单的事情，例如不要将垃圾放在用餐区旁边。

他与 Lehnhardt 对太空未来的看法相同：那里有完整的经济，一个生活、工作和延续文明的地方，任务远远超出了月球。“我们必须迈出第一步，”他说。

布雷斯尼克说，他相信 Artemis 计划及其 Gateway 就是这样。

但是，Gateway 是必要的一步，还是仅仅是 NASA 正在采取的一步？前宇航员 Virts 会说后者，他认为与花费的金钱和资源相比，Gateway 并没有提供任何净收益。“Gateway 只会增加登月任务的成本和复杂性，”他在给 Undark 的一封电子邮件中写道。“你必须付费来建造、运营和维护它。然后，每次你想登陆月球时，你都需要花额外的时间往返于门户，而不是仅仅降落在月球上。

Virts 不会使用 Gateway 作为火星的准备，而是将重点放在月球本身。在公开评论中，前美国宇航局局长迈克尔·格里芬 （Michael Griffin） 同样批评将 Gateway 用作宇航员在月球上生活的垫脚石。其他批评者，如太空探索倡导者罗伯特·祖布林（Robert Zubrin）声称，Gateway 的存在只是因为 NASA 需要用于分别自 2006 年和 2011 年左右以来一直在开发的大型火箭和载人太空舱。它们仍然是前任总统计划的遗留物，但本身无法登陆月球。从他们的构想到他们的第一次阿尔忒弥斯发射，美国宇航局在这两件事上都花费了近 500 亿美元。

Gateway 也以自己的方式保留下来，而且价格昂贵，最初形式估计耗资 53 亿美元。根据 Lehnhardt 的说法，NASA 正在努力好好花这笔钱。“这些是我们谈论的纳税人的钱，”她说。“我们必须小心他们。”

然而，大型项目通常花费比预期更多的时间和金钱，Gateway 也不例外。“我们几乎在任何复杂的大规模努力中都会遇到这种情况，”她说，“无论是桥梁、隧道还是太空项目。

Gateway 之所以复杂，部分原因在于它的政治性：Gateway 本身，以及 Artemis 计划，都是国际项目。欧洲、日本、阿拉伯联合酋长国和加拿大的航天机构都在为 Gateway 建造或提供零件，包括模块、实验、气闸和机器人技术。

“每个人都有兴趣回去证明人类可以做到这一点，”巴克塔说。“不仅仅是一个国家，而是人类。”

虽然在阿波罗时代的太空竞赛中，国家独占鳌头是游戏的代名词，但近年来，美国一直想证明美国的方式是合作。

但美国的方式也在选举改组后使 NASA 陷入人类探索的动荡中——有时甚至在政府执政期间。这些转变让国际合作伙伴感到沮丧，包括 Gateway 项目。它们还导致了今天存在的嵌合架构，随着美国权力的交接，各个部分被保留下来并迭代。

虽然这可能不是完美的系统，但只有必要的元素，它是存在的系统。

到目前为止，得到两党支持的 Artemis 计划已经通过了两届总统政府。这种连续性的部分原因是依赖于该计划的国际合作伙伴关系——这也导致了更多的活动部分，因此这些工作更有可能陷入困境和延迟。

阿耳忒弥斯将在特朗普新政府中采取何种形式——或者它是否能幸存下来——还有待观察：在他最近的就职演说中，特朗普承诺通过在火星上插上美国国旗来“追求我们在星空中的昭示命运”，但没有提到月球。在 11 月的一次研讨会上，曾参与前 NASA 过渡团队的官员指出，SpaceX 创始人兼首席执行官、太空探索和定居的支持者埃隆·马斯克 （Elon Musk） 作为特朗普新任命的政府效率部负责人，可能会影响 NASA 的未来道路。小组成员预测，国际伙伴关系和计划的细节可能会发生变化，用乔治华盛顿大学（George Washington University）太空政策研究所所长斯科特·佩斯（Scott Pace）的话来说，NASA已经设计了十多年的火箭和人类太空舱可能不会保持“原样”。

这种不确定性，以及涉及数十年时间尺度的项目四年变化，使得很难规划科幻未来的细节。但也许那句老话有道理：Shoot for the Moon。即使你错过了，你也会降落在星星之间。而这正是 Gateway 的所在。