阿尔忒弥斯计划 （美国政府资助的一个载人航天项目）

简介

该计划涉及了37次发射任务，其中8次将通过太空发射系统 ( Space Launch System，SLS) 完成，其余的将借助商业航天的运载火箭实现。该计划还包括了将近50个模块、太空舱、运载火箭与飞船、着陆器和巡游器等。

阿尔忒弥斯计划以希腊神话中的月亮女神、阿波罗的孪生妹妹的名字来命名，表示该计划的灵感来源于阿波罗计划。NASA希望通过该计划与商业和国际合作伙伴合作，在月表和近月建立长期基地，以支持比以往更多的科学和技术发现，并为最终的火星深空旅行做准备。

该计划的目标是：

• 展示未来探索（包括火星）所需的新技术、能力和业务方法

• 研究月球以了解有关地球，月球和太阳系的起源和历史的更多信息

• 确立美国在月球上的领导地位和战略存在，同时扩大美国对全球经济的影响

• 扩大NASA的商业和国际合作伙伴关系

• 激励新一代并鼓励 STEM（科学、技术、工程和数学教育） 领域的职业生涯

2020年9月，美国宇航局局长 Jim Bridenstine 正式公布了美国“阿尔忒弥斯”（Artemis）月球探测计划。根据阿尔忒弥斯计划，NASA 将于2021年开始运用机器人开展月球无人探测，在2024年前运送美国宇航员重返月球，并在2025至2030年间建立环月轨道空间站和月球表面基地以实现美国在月面的持续驻留，为未来美国宇航员登陆火星的任务奠定基础。

科学策略

优先事项和原则

• 实现可在月表或近月环境下十年期跨学科研究目标

• 按照 NASA Science的标准进行所有研究，包括竞争性选择、开放数据政策等

• 通过机会任务或其他方式在月表或近月环境下开展竞争性研究

科学目标

月球是太阳系科学的基石。阿尔忒弥斯计划不仅可以在月球和行星科学领域，还可以在众多学科中推动科学发展。以月球为研究基础的科学主题包括：

• 理解行星演变过程

• 理解月球表面物质挥发周期

• 探究地-月系统的撞击历史

• 揭示早期太阳的观测记录

• 在独特的位置观测宇宙

• 在月球环境下开展科学试验

• 评估并减小载人行星探测的风险

实施策略

为确保阿尔忒弥斯计划上述科学目标的实现，NASA 采用如下实施策略：

• 发展一系列由商业公司承担科学和技术有效载荷的发射

• 发展月表活动系统来扩大勘测范围并提升月球探测能力

• 创造与国际合作伙伴更多的合作机会

• 运用小卫星在月球运行轨道上获取和行星、太阳系、宇宙相关的科学观测数据

• 使用诸如“门户”（Gateway）环月轨道空间站和载人登月着陆系统（HLS）等全新的载人空间探测系统实现科学目标

• 引领阿尔忒弥斯计划科学任务的所有参与成员共同提升未来在月球表面开展有效科学探测的能力，这些能力主要涉及月球地质勘测、月表取样返回、用于表征月球表面环境或接近月表环境的测量仪器、到达月球极寒区、抵达月球背面等

• 在系统组成要素/传感器元器件/工程技术发展方面创立能够实现科学目标的有效路径

技术发展战略

在月球表面建立宇航员月球活动基地有助于NASA 发展和测试新技术、新方法和新系统，这些新技术、新方法和新系统将在地外天体更具生存挑战性的环境下发挥重要作用。

阿尔忒弥斯月球探测计划激励月球表面探测所需的原始创新技术，加速关键系统、分系统的技术完备，并考虑以降低深空探测成本为目标，促使更为雄心勃勃的美国载人火星探测任务有可能实现。通过与商业公司和国际伙伴的紧密合作，将科学知识与专业技术紧密结合并用于月球探测过程中的科技水平提高与关键技术突破，为地球上的技术进步与经济增长提供支持。该计划包括：

• 月球或其它地外天体的资源利用技术，包括现场资源采集、资源处理、资源存储以及在月球或其它行星体上所用到的材料发现或制造技术

• 电力系统技术，能够横跨月昼和月夜持续提供稳定电能

• 抗尘技术，减小月球表面的月尘对月球探测系统的危害，包括遥感相机、太阳能电池板、宇航员太空服和测量仪器等

• 极端环境适应技术，使月球探测系统能够在整个月球表面温度范围内正常运行

• 极端区域进入技术，使宇航员或无人探测器能够有效进入、跨越和探测之前无法进入的月球表面区域和月表下区域

• 能够自主施工、成本可控的月表挖掘制造与基地建设技术

任务安排

阿尔忒弥斯月球探测计划的任务安排分为第一阶段任务和第二阶段任务。第一阶段任务和第二阶段任务以2024年预期完成2名美国宇航员搭乘Artemis 3号飞船直接登陆月球开展月面探测任务为界限。

Artemis 第一阶段任务（Artemis I）

2021 年将执行首次商业月球探测载荷服务（Commercial Lunar Payload Services，CLPS），两家商业公司将向月球表面运送月球无人探测着陆器和科学仪器设备，并且以后每年都利用商业运输服务向月球运送两次新的科学研究和技术验证设备。水冰勘测月球极地探测车（Volatiles Investigating PolarExploration Rover，VIPER）的研制也基本完成，预期在2023 年发射到达月球，将是首个调查月球极地月壤样本的探测车。

NASA将完成空间发射系统(SLS)和“猎户座”飞船(Orion )集成，在2021年开展无人的阿尔忒弥斯-2(Artemis-1)任务，在2023年开展载人的阿尔忒弥斯-2 (Artemis-2)任务，通过两次绕月飞行任务检查系统性能以及生保和通信能力。此外，阿尔忒弥斯-2任务还将开展一项近距离运行演示，“猎户座”飞船与临时低温推进级分离后，航天员将通过手动驾驶靠近或远离该推进级，获取性能数据和运行经验，为阿尔忒弥斯-2 (Artemis-3)及后续任务的月球轨道交会、近距离运行、对接和分离等做准备。

太空发射系统（SLS）将把不载人的“猎户座”飞船送入地球轨道，将其置于绕月逆行轨道的遥远路径上，在月球上空飞行4万英里（1 英里=1.609344km）。Artemis 1号任务将系统检验SLS 超重型运载火箭的飞行性能和“猎户座”飞船从月球返回地球高再入过程的热防护能力。除此之外，SLS 超重型运载火箭将把13 颗Capstone 环月飞行立方体卫星送入月球轨道实施科学观测。

2023 年，将发射电力和推进装置（Power and Propulsion Element，PPE）和居住与后勤前哨舱（Habitation and Logistics Outpost，HALO），它们是Gateway环月轨道空间站最早在轨部署的部分，用于开展太空温度环境研究和实施无人远程科学试验。

计划于2023 年实施Artemis 2号载人月球探测任务，SLS 和“猎户座”飞船将携带4 名宇航员发射升空执行绕月飞行任务。NASA 着重补充了Artemis 2号任务中的一项新测试，即绕月任务演示。在“猎户座”飞船与临时低温推进级分离后，航天员将手动操作飞船模拟接近和脱离推进段，以此评价“猎户座”飞船的控制能力和相关软硬件，提供性能数据和操作经验，弥补后续Artemis 3号任务在月球轨道中的对接和脱离无法直接获取性能数据和操作经验的不足。在地球高轨道运行期间，“猎户座”飞船将飞出全球定位系统（GPS）和月球中继卫星的影响区域，需要借助深空通信网络让宇航员与地面控制系统保持联络，并实时更新导航系统。

2024 年，Artemis 3号任务将携带4名宇航员发射升空，之后载人登月着陆系统把1名女性宇航员和1名男性宇航员送至月球表面来实施为期7 天的载人月球探测，以实现美国宇航员重返月球。除了2名美国宇航员，载人登月着陆系统将携带质量达200lb（1lb=453.59g）的科学仪器设备到达月球表面，并采集87.5lb 的月壤样品，之后月球表面的宇航员乘坐返回舱起飞上升，与“猎户座”飞船内的另两名宇航员会合后持月球采集样品返回地球。

阿尔忒弥斯计划第一阶段的主要科学目标包括：

• 直接探测月极挥发物，深入了解其侧向和垂直分布、物理状态以及化学成分

• 对月球南极艾特肯盆地进行地质学研究

• 开展月冰等资源的初步就位探测

• 对月球旋涡区月表磁场进行首次探测

• 建立月球物探数据网络，探测月球火山区的演化

• 绘制全月球元素/资源分布图

Artemis 第二阶段任务（Artemis II）

Artemis 月球探测计划第二阶段的任务是建设一系列的地月空间基础设施及月面基地使得持续长期的月球探测和月球资源开发成为可能。全地形月球漫游车、移动居住平台、月球表面基地、月球地面站、月球通讯网络、月球表面电力系统共同保证了宇航员在月面执行探测任务的持续生存能力由7天延长至30至45天。Gateway 环月轨道空间站，不仅提供了宇航员赴月球执行深空探测任务的在轨工作生活空间，还可以支持在月球表面模拟执行载人火星探测任务，支持宇航员长时间深空探测系统操作能力测试、长周期任务下的系统风险降低方法等。

阿尔忒弥斯计划第二阶段的主要科学目标包括：

• 开展包括空间天气预报、全地面(full-disc)对地观测、天体物理、太阳物理、月球和行星科学等学科的突破性研究

• 开展部分重力条件下的燃烧和植物生长等物理和生命科学研究，了解并支撑人类的长期驻月生存

• 开展就位资源利用，以获取燃料并支持航天员生存

• 通过就地测量和采样返回，研究月球和内太阳系类地行星的起源和演化

• 研究月球撞击坑，了解太阳系中最普遍地质过程的物理特性

发展历史

计划背景

2004 年 1 月，美国总统乔治·W·布什要求美国国家航空航天局 (NASA) 恢复载人登月任务，并以此为基础在之后开展载人火星任务。新计划以美国海军的第一艘船“星座”命名，该计划包括运载火箭、载人航天器和月球着陆器。这是NASA深空探索计划的开端。

星座计划于2010年由于预算问题和发射进度问题被取消，但“星座”计划的核心组件之一，“猎户座”飞船项目被保留了下来，以作为在航天飞机退役后往返国际空间站（ISS）的工具。尔后，猎户座成为唐纳德·特朗普政府提出的阿尔忒弥斯月球探测计划的一部分，阿尔忒弥斯计划的核心组件和目标愿景继承自被取消的星座计划。

该计划的名称阿尔忒弥斯是希腊神话中的月亮女神，阿波罗的孪生妹妹。

阿尔忒弥斯计划的灵感来源于阿波罗计划，其图标的寓意如下：

• “A”也代表阿尔忒弥斯的箭袋和火箭发射的箭头，也有作为阿波罗计划的后继之意

• 蓝色弧线代表地球新月，双弧线重代表阿尔忒弥斯的弓

• 灰色圆圈代表月球，是通往火星之路的垫脚石

• “A”中的红色曲线代表通往火星的道路

先期试验测试

为保证阿尔忒弥斯月球探测计划的顺利实施，NASA 自2011年起对计划关键系统开展了一系列先期试验测试。这些试验主要为涉及太空发射系统（SLS）和“猎户座”飞船（Orion）的系统级和分系统级的重要试验。

太空发射系统的先期试验测试包括：RS-25 发动机试车、SLS 助推器试车、SLS 风洞试验、SLS声学测试、SLS 结构试验、火箭核心级初次试车、SLS 飞行软件和电子控制设备试验、发射系统试验（SLS发射工作台39B 和可移动式发射架）、发射控制中心模拟试验。

“猎户座”飞船的先期试验测试包括：飞船落水试验、热防护罩试验、群伞减速系统空投试验、飞船水面扶正试验、飞船发射逃逸试验、服务舱结构试验、服务舱推进系统试验、飞船结构试验、飞船热试验、飞船加电试验、飞船压力舱测试、乘员舱与服务舱总装试验、任务控制与飞行仿真规划联合试验、海上回收试验，与EDL技术相关的先期试验。其中与EDL技术非常相关的先期试验测试有：飞船落水试验、热防护罩试验、群伞减速系统空投试验、飞船水面扶正试验、飞船发射逃逸试验、海上回收试验。

计划过程

2017年底，美国总统特朗普签署“1号太空政策指令”(SPD-1)，宣布美国航天员将重返月球并最终前往火星。2019年3月，副总统彭斯宣布2024年重返月球并命名为阿尔忒弥斯计划。

2019年8月20日，美国时任副总统彭斯在国家空间委员会第6次公开会议上要求NASA局长应向国家空间委员会主席提交一份关于月球表面可持续探索和发展的计划，包括使人类能够对火星进行初步探索的必要技术和能力。

2019年11月NASA在将猎户座飞船运抵梅溪测试站，开始对飞船进行热真空及电磁环境射频干扰等一系列测试。

2020年3月14日NASA于在俄亥俄州桑达斯基市的梅溪测试站举行“阿尔忒弥斯-1”（Artemis-1）任务猎户座飞船环境测试顺利完成的仪式，并计划随后将飞船运回肯尼迪航天中心以开展最后的发射准备。

2020年4月2日，NASA正式公布了了一篇题为《NASA的月球持续探索和发展计划》的报告，包括计划的任务目标、实施步骤，标志着该计划全面启动实施。

2020年4月6日，特朗普签署《关于鼓励国际支持回收和利用太空资源的行政令》，为美国开发利用包括月球在内的太空资源提供政策支持。

2020年5月15日，NASA在其网站正式公布月球探索国际协议的基本原则——“阿尔忒弥斯协定”。该协定以美国的“阿尔忒弥斯”载人登月计划为名，主要包括人类如何在月球上行动、如何从月球表面开采资源、如何建立“安全区”等基本原则。

2020年6月24日，在阿拉巴马州的马歇尔太空飞行中心，美国国家航空航天局（NASA）对“阿尔忒弥斯计划”（Artemis）重要组成部分——空间发射系统（SLS）火箭进行了最后一项测试，即火箭液氧贮箱的极限压力测试。

2020年9月1日，美国国家航空航天局（NASA）在一份声明中透露，NASA的“猎户座”（Orion）计划已完成了系统验收审查（System Acceptance Review）和设计认证审查（Design Certification Review），以证明猎户座飞船具备执行“阿尔忒弥斯1号”（Artemis I）飞行任务的条件。

2022年9月21日，美国国家航空航天局（NASA）发布其“阿尔忒弥斯”月球探索计划的正式规划报告。自2017年12月美国总统特朗普签署“1号航天政策令”呼吁NASA与商业和国际合作伙伴一道领导人类探索月球及以远目的地的事业以来，NASA一直在微调规划以实现这一愿景。该规划报告描述了NASA的探索途径和迄今为止该计划所取得的进展。

2020年10月13日，在国际宇航联大会（IAC）的一次会议上，美国国家航空航天局（NASA）宣布已与澳大利亚、加拿大、日本、卢森堡、意大利、阿拉伯联合酋长国和英国等7国正式签署《阿尔忒弥斯协定》（Artemis Accords），即宣告参与美国载人重返月球的“阿尔忒弥斯”（Artemis）计划的合作伙伴。8个国家的代表在虚拟仪式上签署了文件。

2020年12月9日，美国副总统迈克·彭斯（Mike Pence）在NASA肯尼迪航天中心举行的第八届国家航天委员会会议上介绍了阿尔忒弥斯团队的成员。美国国家航空航天局（NASA）已挑选18名航天员组成阿尔忒弥斯（Artemis）团队，为下一次航天员登月和绕月飞行奠定基础。

2021年7月1日，美国国家航空航天局（NASA）发布了《可持续载人着陆系统研究与风险降低》（Sustainable Human Landing System Studies and Risk Reduction）工作招标文件，被称为“下一步探测空间技术伙伴关系”（NextSTEP）计划“附件N”的这一招标项目，为“阿尔忒弥斯”（Artemis）登月计划后续所需的着陆器研究论证提供资金。这些研究论证将有助于各公司的载人登月着陆器设计方案走向成熟。

2021年11月9日，NASA局长比尔·纳尔逊正式宣布“阿尔忒弥斯”计划将推迟至2025年，并将推迟主因归咎于HLS诉讼案，声称由于蓝源公司先后向美国政府问责局GAO、美国联邦索赔法院状告NASA，导致冻结项目长达7个月，由此不得不推迟首次载人登月时间表。他还表示，除合同官司外，往届国会拨款不足以及“特朗普政府2024年载人登月的目标在技术上没有可行性”等都是导致该项目推迟的因素。

2022年3月23日，NASA宣布将支持开发第二型载人月球着陆器，用于运送航天员往返月球表面。该项目名为“持续月球开发”，旨在增加着陆器领域的竞争，确保除SpaceX公司外还有其他公司提供冗余服务，以帮助NASA最早在2026年或2027年获得长期可持续月面着陆能力。

2022年9月，NASA公布了阿尔忒弥斯-3（Artemis-3）任务载人月球着陆器的13个着陆区域。13个区域均位于月球南纬6度以内，每个区域包含超过10个着陆点，面积约为15 km×15 km。

2022年9月9日，美国副总统卡马拉·哈里斯在NASA约翰逊航天中心主持召开了拜登政府的国家航天委员会第二次会议。本次会议重点涉及STEM教育、载人航天、气候监测和商业航天的未来发展。教育方面，宣布了一项新的奖学金计划，将向美国的初、高中学生群体提供400万美元的奖学金，用于培养下一代STEM人才；载人航天方面，重申将实施“阿尔忒弥斯”重返月球计划，并通过“国际空间站”的科学研究为未来月球和火星载人探测活动提供技术试验平台；气候监测方面，公布了“地球信息中心”（Earth Information Center）概念，将由NASA等机构提供可交互的图像和数据信息，并可由公众获取；商业航天方面，提出要为“新型”商业航天活动制定相关的监管规则。

发射及飞行任务进展

2021年1月16日，美国国家航空航天局（NASA）对其空间发射系统（SLS）火箭芯级进行了试车测试，由于助推器发动机出现故障提前关闭，该试车测试提前结束。1月19日，美国国家航空航天局（NASA）公布了空间发射系统（SLS）16日静态试车测试提前结束的原因：由于SLS助推器2号发动机的液压系统在测试期间超过了预设参数限值，致使火箭芯级上的飞行计算机按照预先设定自动结束了测试。

从2022年4月起，阿尔忒弥斯1号先后经历了燃料泄露、传感器故障、飓风影响、热控系统故障等问题而多次推迟发射。

2022年9月27日，NASA于将“空间发射系统”（SLS）推回航天器装配大楼（VAB）后，对SLS和“猎户座”（Orion）飞船进行了检查和评估，包括修复早期发射测试对火箭热保护系统造成的轻微损坏，更换火箭飞行终止系统电池，并为此次任务携带的次要有效载荷充电。

2022年11月16日，NASA利用“空间发射系统”（SLS）从肯尼迪航天中心第39B发射台将“猎户座”飞船发射入轨，飞船在大幅值逆行轨道（DRO）绕月飞行半圈后，于2022年12月11日返回地球，溅落在加利福尼亚州圣迭戈海岸。本次任务是美国“阿尔忒弥斯”计划的首次试飞任务，本次任务规划了三大主要任务目标，分别为：①验证“猎户座”飞船高速再入返回的热防护能力；②验证任务全流程的运行能力；③回收飞船并开展数据分析。

关键系统和实施基础

Artemis 月球探测计划主要依赖于NASA 的深空探测天地往返运输体系，其关键系统与实施基础包括：

太空发射系统（Space Launch System，SLS）

太空发射系统（SLS）是能够将人类，栖息地和支持系统直接发射到深空的火箭，它的设计既强大又灵活，适用于船员、货物或科学任务。该系统是从航天飞机演变而来的超重型运载火箭，第一阶段旨在将美国宇航员送往月球，运载能力在70t 至110t 之间，之后会发展出130t 的货运载荷任务，最终的运载能力将达到143t 以上，能够将宇航员安全送入深空并有效支持各种复杂的宇航发射任务。其功能特点为：大质量有效载荷和高体积容量；能够将“猎户座”飞船、宇航员、货物补给在一次发射任务中运送到月球附近。NASA的SLS主要承包商包括洛克达因航太控股公司，波音公司和诺斯罗普格鲁曼公司。

猎户座飞船（Orion）

猎户座飞船是历史上第一艘能够在深空长期载人执行任务的航天器。“猎户座”飞船由太空发射系统（SLS）发射升空，能够携带4 名宇航员及装船物资开展为期21 天以上的月球探测任务。其组成主要包括：服务舱系统、环境控制与生命支持系统（ECLSS）、宇航员乘员舱系统、自主制导、导航与控制（GNC）、自主通信系统、自主电力生成技术，以及自主热控技术。

“猎户座”飞船（Orion）由NASA主导，洛克希德-马丁公司研制，欧洲航天局负责服务舱研制。飞船原是NASA“星座”计划中的关键组成部分，随着“星座”计划中止而重新调整，目前已成为“阿尔忒弥斯”计划的关键。

“猎户座”飞船具有多用途、可重复使用的特点，能够到达月球、小行星、火星及其卫星等多个目的地。“猎户座”飞船由乘员舱、服务舱、发射紧急中止系统构成。飞船可搭载4名航天员，起飞总质量35.4t，入轨质量26.5t，总加压容积19.56m3，可居住容积8.95m3。其中，乘员舱是航天员的生活场所，采用类似“阿波罗”飞船的气动外形，最大直径5.02m，质量8.9t。服务舱安装飞船电源、电子设备、辐射器等，配备1台27.7kN矢量发动机，携带8.6t推进剂，具有轨道推进、姿态控制等功能，并为航天员提供所需的水和氧气。按轻度重复使用方式，飞船相关系统可使用5次；按重度重复使用方式，相关系统可使用2次。

深空探测地面系统（Exploration Ground System，EGS）

建立深空探测地面系统（EGS）是发展用于商业火箭及航天器在组装、转运、发射、火箭子级返回、航天器返回与着陆、发射及运行过程管理等方面所必需的系统和设施。NASA目前正在对位于佛罗里达州肯尼迪航天中心现有的基础设施和设施进行现代化改造，以使该中心成为能够发射由NASA和私营企业建造和设计的计划所需的航天器的登月太空港。其组成包括SLS 发射工作台39B、可移动式发射架、转运装置、着陆场、总装厂房，以及水平着陆跑道。NASA的EGS主承包商是雅各布斯工程集团。

门户环月轨道空间站（Gateway）

门户（Gateway）环月轨道空间站是计划中绕月球运行的前哨站，为人类可持续和长期返回月球表面提供重要支持，包括为宇航员提供生活区，科学和研究实验室，访问航天器的港口等。门户（Gateway）环月轨道空间站不仅提供了宇航员赴月球执行深空探测任务的在轨工作生活空间，还可以支持在月球表面模拟执行载人火星探测任务，支持宇航员长时间深空探测系统操作能力测试、长周期任务下的系统风险降低方法等。

载人登月着陆系统（Human Landing System，HLS）

载人登月着陆系统是运送宇航员降落至月球表面的最终运载器。在宇航员完成月球表面探测任务后，宇航员将乘坐载人登月着陆系统的返回舱在月面起飞上升至月球轨道，之后再返回地球。在先期任务中，载人登月着陆系统可容纳2 名宇航员，在后续任务中，载人登月着陆系统将携带4 名宇航员到达月球表面并返回地球。

该系统的组成为：宇航员乘员舱；太阳能发电系统；能量储存系统；化学推进系统；热控系统；电子设备；通讯系统；自主制导，导航和控制系统（GNC）；环境控制与生命支持系统，贮存罐与消耗品；宇航员舱内活动设备。

为了简化其合作方式，NASA正在与三家美国公司 Blue Origin，Dynetics和SpaceX合作，开发载人着陆系统的创新设计。

商业月球探测载荷服务（Commercial Lunar Payload Delivery Services，CLPS）

通过美国宇航局的商业月球探测载荷服务（CLPS），不同规模的美国公司可以通过竞标的方式将科学和技术有效载荷运送到月球表面。通过鼓励美国企业参与月球探测载荷的商业运输，实现NASA 催生月球探测经济增长的战略目标。其主要特点为：各终端载荷之间的传输服务；小型到中型的有效载荷，质量最高不500kg；运送至月球上的科学仪器和技术演示载荷。

深空通信网络（Deep Space Network，DSN）

对深空通信网络（DSN）的34m子网进行改造升级，为Artemis 计划中的Gateway 环月轨道空间站、载人登月着陆系统和其它宇航系统提供高速率的指挥和遥测服务。上述服务旨在支持宇航员在月球上的探测活动，按计划从Gateway 环月轨道空间站和到达月表的有效载荷上回传大量的科学数据。深空通信网络的升级对于2024 年美国宇航员成功登陆月球和后续的载人火星探测至关重要，其功能特点为：升级后的深空通信网络具有100Mbit/s 的数据下行、20Mbit/s 的数据上行的传输能力；改造升级位于戈德斯通、堪培拉和马德里的每套深空通信网络综合设施中2部天线；所提供的服务与国际合作伙伴的地面站兼容。

水冰勘测月球极地探测车（Volatiles Investigating Polar Exploration Rover，VIPER）

水冰勘测月球极地探测车（VIPER）计划于2023 年发射至月球表面，其大小与一辆高尔夫球车相近，它将在月球表面漫游若干英里，使用包括1m 钻孔在内的四种科学仪器对月壤环境进行采样。VIPER 将收集大约100 天的数据，这些数据将用于绘制月球的第一份水资源地图。其功能特点为：携带TRIDEMT 钻取装置、中子分光仪系统、近红外挥发物分光仪、质谱仪观测月球地质活动；数十千米的行驶距离；任务期内可以在月夜中生存100 天。

电力和推进装置（Power and Propulsion Element，PPE）

电力和推进装置（PPE）将与“居住与后勤前哨舱”（HALO）集成，并发射至近月轨道。其功能特点为：与地球保持高增益通信、空间单元通信、月球表面中继；远程指挥控制能力；具有12.5kW的电推进能力用于提供离轨附加速度；提供60kW 以上的电力供应；为Gateway 环月轨道空间站的各系统提供转换电力；热控能力；搭载用于科学技术演示的有效载荷。、

居住与后勤前哨舱（Hbitation and Logistics Outpost，HALO）

居住与后勤前哨舱（HALO）将与电力和推进装置（PPE）集成，并由商业火箭发射进入月球近直线轨道。HALO 为对接的飞行器提供轴向和径向兼容的国际空间站标准对接端口，其功能特点为：设置有宇航员乘员舱和货物舱；为环境控制与生命支持系统服务的压力控制系统，各舱A 部的空气交换；分布式电子设备的模块集成架构；为Gateway 环月轨道空间站其它系统提供电能传递；热控系统；为对接的飞行器与月球表面提供通讯；支持外部机械臂和有效载荷的工作。

深空后勤货运系统（Deep Space Logistics，DSL）

深空后勤货运系统（DSL）将向Gateway环月轨道空间站运送货物、科学试验物资，例如月表取样材料和宇航员在环月轨道空间站上和月面探测阶段所需的其它物资。当深空后勤货运系统与Gateway环月轨道空间站对接时还提供了货物装载容量，并在离开Gateway环月轨道空间站时进行垃圾处理。其功能特点为：自主制导、导航和控制；自主通信系统；自主电力生成与热控；货物补给与垃圾处理；不超过5000kg的增压有效载荷/货物质量:1000kg至2600kg的非增压有效载荷/货物质量；货物装载容积大。

宇航员舱外探测活动系统（Exploration Extravehicular Activity System，xEVA）

宇航员舱外探测活动系统（xEVA）是为宇航员月球漫步和太空行走设计和建造的，并能够随着技术进步和任务的发展进行升级，其与运载器的接口系统和设备进行了通用化设计，也可以通过定制化设计来适应Artemis月球探测计划中的各部分任务。其组成为：高机动性加压气密太空服、便携式生命支持系统、通讯和信息集成系统、系统维修和地质勘探的通用化工具，以及运载器对接系统及设备。

全地形月球漫游车（Lunar Terrain Vehicle，LTV）

全地形月球漫游车（LTV）是美国宇航员再次登陆月球后在月表活动的运输系统。它极大地扩展了宇航员的活动范围，使更多的科学试验、资源勘探和探测活动成为现实。全地形月球漫游车也可以采用无人遥控的方式执行科学探测任务，将空间可展开结构部署至预定位置。

其组成与功能特点为：有限的电力生成能力、能量储存系统、电子设备、通讯系统、可携带2 名宇航员、有效载荷贮存空间以及无人遥控系统。

月球地面站（Lunar Ground Stations，LGS）

月球地面站（LGS）将创建一个由18m 天线组成的全球通讯网络，这对于满足NASA未来持续的月球探测任务所产生的通信和导航服务至关重要。从深空通信网络（DSN）34m 的子网向新的月球地面站LGS传输数据，将使DSN能够为美国宇航局的行星科学探测和载人火星探测提供支持。美国宇航局也将为商业公司寻求提供LGS服务的机会。LGS 的主要特点为：18m 级天线的全球布网；与深空通信网络（DSN）的34m 子网互相兼容；为Artemis 月球探测计划提供额外的系统能力；具有商业化潜力。

月球通讯网络（LunaNet）

月球通讯网络（LunaNet）被展望为一种标准、协定和接口架构，用于支撑NASA 和其它国际合作伙伴未来在地月空间通讯和导航的升级版网络系统。LunaNet 通过提供网络通讯、导航授时、科学探测和报警服务为精细化操作机器人、科学试验和宇航员操作奠定基础。月球通讯网络体系能够满足短期内月球南极探测和月球背面探测的技术需求，并随着需求增加所提供的服务可覆盖整个月球。其主要特点为：网络化通讯服务；月球导航授时服务；科学探测和报警服务；与美国宇航局、商业公司和国际合作伙伴的设备设施相适应；包含月球中继、月球表面和地球上的设施；是载人火星探测任务的前瞻性设计。

移动居住平台（Habitable Mobility Platform，HMP）

移动居住平台（HMP）将会极大地扩展月球表面巡视探测的行进范围，并能够催生新的科学技术，促进月球资源勘探。其组成为：宇航员居住舱、环境控制与生命支持系统、电子设备、电力生成与存储系统、通讯系统以及太空行走航天服。

移动居住平台被用于在月球上开展与未来载人火星探测活动相类似的任务，以降低风险并优化操作理念。

月球表面基地（Foundation Surface Habitat，FSH）

月球表面基地（FSH）将为在月球表面长期工作的宇航员提供长达60 天的月面生存环境与设施。FSH 将由商业公司或国际合作伙伴负责交付，将为地球上的人们提供额外的就业岗位需求。

FSH 的组成为：宇航员生活舱与货物舱、环境控制与生命支持系统、为其它系统传递电力、热控系统、提供月球表面的系统设备与Gateway 环月轨道空间站的通讯、支持外部机器人活动和有效载荷的工作，以及太空行走航天服适应性设计或空气阀系统。

月球表面电力系统（Lunar Surface Power，LSP）

月球表面电力系统（LSP）为支持整个月夜期间持续的探测活动提供电力供应，并能够为将来的载人火星探测所用。NASA 正开发一个上限为10kW 的模块化原子能电力系统，它将为载人着陆器、宇航员居住舱、在椭圆轨道持续运行的月球资源勘测系统提供电力，并有望成为将来美国载人火星探测任务的电力来源。其主要特点为：月面设施取决于需要向着陆器传输的功率容量；电力供应水平取决于推进方式与能量转化策略；对美国载人月球探测和载人火星探测任务而言均需求迫切。

月面技术创新激励（Lunar Surface Innovation Initiative，LSII）

月面技术创新激励（LSII）是针对机器人和宇航员月球探测的技术综合提升项目，并为美国未来的载人火星探测做技术储备。通过LSII，NASA 正在为克服过去在关键领域所遇到的技术难题进行关键技术攻关，它的实施将在NASA、公共机构与私有企业的共同合作下完成。LSII 的主题包括：月球资源开发、月面原子能、极端地形进入、月表挖掘制造与基地建设、抗月尘技术以及极端环境。

主要承接单位和合作伙伴

NASA所属单位

艾姆斯研究中心（ARC）

负责如下任务：

• 水冰勘测月球极地探测车（Volatiles Investigating Polar Exploration Rover，VIPER）

• “猎户座”飞船（Orion）热保护系统

• 太空发射系统（SLS）风洞测试和计算分析

• 人类自主控制系统

• 飞行模拟器

阿姆斯特朗飞行研究中心（AFRC）

负责如下任务：

• “猎户座”飞船飞行测试系统集成

• “猎户座”飞船中止测试助推器

• 飞船入轨、降落和着陆演示

• 月球着陆器技术的亚轨道飞行测试

格伦研究中心（GRC）

负责如下任务：

• “门户”环月轨道空间站动力和推进元件

• “猎户座”飞船欧洲服务模块管理和测试

• 地面和航天器动力（裂变、放射性同位素和太阳能）

• 认知和量子通信

• 低温流体管理

• 就地资源利用

• 模拟太空环境测试

• 梅溪站管理

戈达德航天飞行中心（GSFC）

负责如下任务：

• 月球勘测轨道飞行器

• 宇航员科学操作培训

• 太阳物理学、空间天气、辐射、宇航员和硬件支持

• 空间通信和导航

• 太空服务和组装

• 软件和航空电子设备

• 月球和火星基础与应用科学

• 沃洛普斯岛飞行设施管理

喷气推进实验室（JPL）

负责如下任务：

• “猎户座”飞船系统工程与集成

• “猎户座”飞船热保护系统和降落伞的独立验证

• “毅力号”火星车：机器人行星采样、宇航服材料弹性

• “门户”环月轨道空间站电动推进器开发

• 先进的航天器环境监测技术

• 地形相关导航

约翰逊研究中心（JSC）

负责如下任务：

• “猎户座”飞船项目

• “门户”环月轨道空间站项目

• “门户”环月轨道空间站居住舱和后勤前哨

• 商业月球有效载荷服务

• 宇航员办公室

• 任务控制中心

• 飞行操作和执行

• 人类健康和表现，探索医疗能力

• 探索太空服 (xEMU) 开发和首次建造

• 月球地形车

• 精确着陆/避险

• 月球样本管理

肯尼迪航天中心（KSC）

负责如下任务：

• 地面勘探系统

• 地面处理、发射、着陆和恢复规划和运营

• “门户”环月轨道空间站物流服务

• 发射控制中心

• 商业运载火箭服务和采购

兰利研究中心（LRC）

负责如下任务：

• “猎户座”飞船逃逸系统

• “猎户座”飞船水冲击测试

• 导航多普勒激光雷达

• 战略、架构和系统工程

• 为 Artemis I 发射和“猎户座”飞船再入进行科学校准的飞行图像

• 辐射防护

马歇尔空间飞行中心（MSFC）

负责如下任务：

• 载人着陆系统计划

• 太空发射系统计划

• 太空发射系统核心阶段开发、建造、结构测试

• 太空发射系统核心阶段结构测试

• Artemis I 二级有效载荷

• 运载火箭载物台适配器 (LVSA) 和猎户座载物台适配器 (OSA/MSA)

• 产业居住概念发展

• Michoud组装设施管理

斯坦尼斯航天中心（SSC）

负责如下任务：

• 太空发射系统（SLS）核心阶段测试

• 太空发射系统（SLS） RS-25 引擎测试

商业公司

阿尔忒弥斯计划的主要承包商包括洛克达因、波音、雅各布斯、洛克希德马丁和诺斯罗普格鲁曼，这些公司为猎户座飞船，太空发射系统火箭和位于肯尼迪的月球太空港生产了超过3800个部组件。随着美国宇航局的投资，更多美国公司，也包括其他小型企业在内，正在推进研发到2028年在计划登月所需需的技术和体系。

NASA希望通过商业航天企业参与Artemis计划的CLPS项目，进一步推动私人航天工业的蓬勃发展，减少政府层面资金投人。截至2021年2月，参与CLPS的月球运载服务供应商包括机器人技术公司（Astrobotic Technology）、深空系统公司（Deep Space Systems）、德雷珀实验室（Draper Laboratory）、萤火虫宇航公司（Firefly Aerospace）、直觉机器公司（Intuitive Machines）、洛马公司（LM）、马斯滕空间系统公司（Masten Space Systems）、月球快车公司（Moon Express）、超越轨道公司（Orbit Beyond）、蓝色起源公司（Blue Origin）、太空探索技术公司、谷神星机器人公司（Ceres Robotics）、内华达山脉公司（SNC）和Tyvak纳米卫星系统公司（TyvakNano Satellite Systems）等14家公司。NASA共向商业航天企业提供4550万美元的资助，企业需自己承担至少20%的经费，并在6个月后向NASA提交研究成果。

国际合作

NASA在组织实施Artemis计划过程中，利用其已经开展的“国际空间站”合作项目，与澳大利亚、加拿大、意大利、日本、卢森堡、阿联酋、以色列和英国等国家签订战略意向协议，共同推进登月计划。

NASA以Artemis计划重点任务为牵引，通过项目合作实质性推进国际合作。如在2015年11月至2017年3月，为执行NASA和ESA负责的“猎户座”欧洲项目，欧洲空客防务与航天公司（ADS）在GRC开展了猎户座”服务舱结构测试，已完成评估的全尺寸测试版本。再如ESA于2019年11月获得授权和资金，用于“门户”项目的执行，计划提供国际居住舱和“精神舱”( ESPIRT )，还将提供额外的通信能力，部署科学有效载荷和立方体卫星的气闸舱，并为"门户”添加燃料。2021年1月7日，ESA与泰雷兹一阿莱尼亚航天公司（TAS）签署了2.96亿欧元（约合3.53亿美元）的合同，为NASA的地月空间站“门户”项目建造由“月球通信系统”和“ESPRIT燃料补加舱”两大部分组成的ESPIRT舱。

NASA通过签署多双边战略合作协议，进一步明确国际合作的任务分工。2018年10月，美国国家航空航天局(NASA)在“月球发现和探索计划”的支持下，开始参与以色列航天局（ISA）主导的“创世纪”任务，NASA向任务提供了激光后向反射器阵列、任务期间的通信支持等。此次任务在一定程度上践行了NASA商业月球探测的模式，探测器搭载了NASA的载荷，由NASA提供深空通信支持，同时双方共享探测数据。随后在2019年2月，加拿大太空署(CSA)宣布参加“门户”项目，致力于为“门户”提供先进的机器人技术。2019年10月，日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)计划为居住区提供零部件和后勤补给。

2020年，NASA先后与英国、意大利、卢森堡、加拿大、日本、澳大利亚、阿联酋、乌克兰等8个国家正式签署《阿尔武弥斯协定》(Artemis Accords)，这些国家将参与美国的“阿尔武弥斯”新登月计划。

2023年，日本文部科学省表示，2024年度预算申请中，预计列入国产H3火箭开发、参与美国“阿耳忒弥斯计划”以及向民间企业和大学提供资金等项目，并使用其中397亿日元的预算参与美国主导的国际探月项目“阿耳忒弥斯计划”。日方除了为建设新的绕月基地“门户”提供技术外，还会开发为基地运送物资的新型无人补给机。

当地时间2023年9月14日，德国宇航中心负责人佩尔泽在美国首都华盛顿签署议定书，决定加入美国航空航天局主导的“阿尔忒弥斯”登月计划，德国成为第29个加入该计划的国家。

航天员名单

重大事件

2022 年4月，由于三次发射演练失败， 美国国家航空航天局新一代登月火箭“太空发射系统”将被撤下发射台，转运回总装大楼检测维修，导致阿尔忒弥斯1号发射计划推迟。

2022年11月16日，NASA利用“空间发射系统”（SLS）从肯尼迪航天中心第39B发射台将“猎户座”飞船发射入轨。飞船在距离月面6.4万千米的大幅值逆行轨道（DRO）运行，并抵达距离地球43.2万千米的最远处，打破了由阿波罗-13任务保持的载人飞船距离地球40万千米最远纪录。12月2日，飞船在DRO轨道运行6天、绕月飞行半圈后，再次点火离开DRO轨道，准备返回地球，NASA计划在此期间增加压力控制组件评估、飞船机动及三自由度姿态控制模式飞行等额外测试。12月11日飞船返回地球，溅落在加利福尼亚州圣迭戈海岸。本次任务是美国“阿尔忒弥斯”计划的首次试飞任务，本次任务规划了三大主要任务目标，分别为：验证“猎户座”飞船高速再入返回的热防护能力；验证任务全流程的运行能力；回收飞船并开展数据分析。

总体评价

阿尔忒弥斯计划的实施，是继阿波罗登月成功之后又一项庞大的月球探测工程，将对世界太空格局产生重大影响。

“阿尔忒弥斯”计划目标宏大，具有重要的战略意义。“阿尔忒弥斯”计划是美国巩固航天领先地位、维持国家影响力的重大项目。在工程目标方面，“阿尔忒弥斯”计划从近地拓展到月球和火星，开展长期载人月球探测活动，未来十年规划了超过30次政府和商业发射任务，逐步建设“门户”地月空间站和月面基地，每次任务4名航天员、总时长1～2个月、月面驻留1～2周、开展月球南极探测；相较“阿波罗”（APOLLO）计划单次探测方式，每次任务3名航天员、总时长2周、月面着陆3天、开展月球正面中低纬度探测，“阿尔忒弥斯”总体技术指标大幅提升，实现质的飞跃。在科学和技术目标方面，以全面认识和利用月球为重要目的，发展全月面到达能力，突破水冰资源开采、原位资源利用、再生燃料电池、核裂变能源、无线能源传输、低温液体管理、月面建造等关键技术，实现未来长期地外生存。在标志性成就方面，提出了领先中俄实施本世纪首次载人登月，将世界首位女航天员和首位有色人种航天员送往月球等重要象征性目标。“阿尔忒弥斯”计划已成为美国展示综合国力、牵引科学发现、推动技术进步的标志性工程，对于其强化全球领导、巩固在国际竞争中的有利地位、实现国家战略目标具有重要意义。

月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。历史经验证明，开展月球探测等深空探测活动对于提升国家科技水平和国际影响力具有重要意义。我国从2004年正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。如今，嫦娥工程“绕、落、回”三部曲已经圆满收官，下一步载人登月工程的相关论证工作已经展开，相关技术攻关工作也已经开始，并预计在 2030 年实现中国人的首次登月。作为已经多次成功登月的国家，美国的新一轮载人登月计划对于我国未来探月工程具有参考借鉴价值。

注释

其中，目标1-3拟通过着陆器和月球车在南极艾肯盆地区域开展，目标4拟通过着陆器和月球车对阿波罗计划未探测过的月球旋涡区开展探测，目标5拟通过首席科学家负责的载荷实施，目标6拟通过立方星环月遥感开展探测。

其中，目标1拟在月球轨道空间站(LOP-G)平台上开展，目标2-5拟在月表通过月球车或航天员参与实施。