“明月幾時有,把酒問青天,不知天上宮闕,今夕是何年?!鼻О倌陙?,人類對高懸夜空的明月一直充滿浪漫遐想,中國有“嫦娥奔月”的傳說,西方有“月亮女神”的神話。20世紀(jì)以來,探月則成為人類共同的現(xiàn)實目標(biāo)。
今年,距離人類上一次從月球上離開,已過去整整50年。正值中秋佳節(jié),本期特別報道,我們就來一起看看時隔半個世紀(jì),一場正在興起的新的人類“探月”熱潮。
當(dāng)?shù)貢r間9月8日,美國航空航天局宣布,將于9月23日或27日再次嘗試發(fā)射“阿爾忒彌斯1號”任務(wù)。這將是一個月內(nèi)的第三次嘗試。
《華爾街日報》記者 梅登伯格:“阿爾忒彌斯1號”只是一次測試飛行,是對火箭系統(tǒng)、航天器、地面系統(tǒng)、地面基礎(chǔ)設(shè)施的測試。
阿爾忒彌斯,取自希臘神話中月亮女神的名字,與當(dāng)年“阿波羅”計劃選擇太陽神名字遙相呼應(yīng)。
根據(jù)最新計劃,“阿爾忒彌斯1號”任務(wù)將實現(xiàn)無人繞月飛行,對各系統(tǒng)進(jìn)行可行性測試;“阿爾忒彌斯2號”任務(wù)則最早于2024年發(fā)射,進(jìn)行載人繞月飛行測試;“阿爾忒彌斯3號”的任務(wù)則是最早于2025年將宇航員送到月球表面。
美國航天局副局長 卡巴納:我們想以可持續(xù)的方式重返月球,我們想要計劃在月球上生活,利用它的資源并學(xué)習(xí)我們最終去火星所需的知識。
“阿爾忒彌斯1號”任務(wù)被視為美國重返月球計劃的第一步。但“阿爾忒彌斯1號”的發(fā)射,由于各種原因一再推遲。
8月29日,美國副總統(tǒng)哈里斯親臨肯尼迪航天中心,也沒能目睹火箭上天。距離點火還有40分鐘時,由于火箭引擎排氣出現(xiàn)問題,發(fā)射被緊急叫停。
美國航空航天局局長 納爾森:所有要素必須同時不出錯才行,在一切就緒之前不能點火。
隨后,美國航空航天局宣布,將于9月3日重新發(fā)射“阿爾忒彌斯1號”。
然而,禍不單行。發(fā)射前約3小時,由于火箭底部發(fā)動機(jī)部位突然出現(xiàn)大量液氫泄漏,發(fā)射被再次推遲。
據(jù)“阿爾忒彌斯1號”任務(wù)管理人員表示,當(dāng)空氣中氫濃度超過約4%時,就存在易燃風(fēng)險,而這次泄漏的液氫量導(dǎo)致周邊空氣中的氫濃度高達(dá)8%至12%。
美國航空航天局局長納爾森解釋稱,發(fā)射推遲說明“阿爾忒彌斯”是一套非常復(fù)雜的系統(tǒng)。
記者:看到眼前這個家伙,你會想到什么?
美國航空航天局局長 納爾森:那里面聚集的巨大能量。
然而,在一些美國人眼里,聚集了巨大能量的“阿爾忒彌斯”火箭也浪費了巨額的金錢。
美國航空航天局的“阿爾忒彌斯”火箭是巨大的金錢浪費?!聿┥?/p>
《華爾街日報》記者 梅登伯格:這是SLS,是啟動旅程的火箭系統(tǒng),上面的是獵戶座飛船,在與火箭分離后將開始它的月球之旅。
阿爾忒彌斯1號主要由兩部分組成:全新的SLS火箭發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座太空艙。看起來,這絕對是個大家伙。
SLS重型火箭重達(dá)2721噸,搭載“獵戶座”飛船,火箭組合體高度接近100米。火箭配備的4臺RS-25D發(fā)動機(jī),是目前世界最大的階段燃燒液態(tài)氫氧發(fā)動機(jī),起飛時最大推力可達(dá)39.1MN(兆牛頓),比阿波羅時代的土星五號高出15%。
但9月3日的液氫泄漏事故,也給人們提了一個醒:液氫燃料并不是最佳選擇,目前已被商業(yè)航天公司淘汰。
9月4日,太空探索公司SpaceX創(chuàng)始人馬斯克發(fā)推特稱,該公司在設(shè)計猛禽發(fā)動機(jī)時已將推進(jìn)劑把液氫換成了液態(tài)甲烷。
實際上,這枚被寄予厚望的超級大火箭,一直備受爭議。
據(jù)了解,SLS的開發(fā)建設(shè)啟動于2010年,最初聲稱將耗資60億美元,計劃于2016年首飛。發(fā)射一次的成本在8.76億-20億美元之間。然而,由于各種原因,目前火箭發(fā)射已延期18次,成本也一再上漲。
《華爾街日報》記者 梅登伯格:建造SLS火箭系統(tǒng)和獵戶座飛船,不同部件的承包商遇到了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。
2021年11月,美國航空航天局監(jiān)察長辦公室發(fā)布報告稱,自2012年至2025年,“阿爾忒彌斯”項目將耗資930億美元,每次發(fā)射的成本將高達(dá)約41億美元。
相比之下,太空探索公司SpaceX聲稱他們正在開發(fā)的下一代完全可重復(fù)使用運輸系統(tǒng)“星艦”,單次發(fā)射費用不超過1000萬美元。
難怪美國航空航天局監(jiān)察長辦公室警告稱,“SLS的發(fā)射成本過于昂貴,不可持續(xù)”。
而且,SLS雖然龐大有力,但它仍基于舊技術(shù)。它的助推器是航天飛機(jī)的固體助推器改進(jìn)版,芯一級發(fā)動機(jī)是航天飛機(jī)用過多次的主發(fā)動機(jī),芯二級火箭發(fā)動機(jī)是阿波羅時代的RL10改進(jìn)版。
美國航空航天局前副局長 加弗:SLS并不主推新科技,那從來就不是其銷售話術(shù)中的內(nèi)容。情形正好相反,這是因為我們在再利用航天飛機(jī)的部件,這樣能加快進(jìn)度,節(jié)省支出。
正是這位前副局長加弗,曾在自己的新書《逃離重力》(Escaping Gravity)中提到,2010年,波音公司總裁就許諾,在5年內(nèi),花費60億美元就能造出用于探月計劃的火箭。
美國航空航天局前副局長 加弗:我不相信這些人覺得自己說的是真的,但他們知道可以此說服國會。
在加弗看來,美國國會與航空工業(yè)之間存在一種互惠互利,就像是“自舔的冰激凌甜筒”。
美國航空航天局局長 納爾森:最初布什政府推行的是一個遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)算的項目。奧巴馬總統(tǒng)取消了這個項目,然后就出現(xiàn)了各種各樣的事情。你們今天看到的是一種公私合作的伙伴關(guān)系,對各種火箭零件展開衍生使用卻不采用新科技。
為了降低成本,充分利用舊有部件或技術(shù),這并非壞事。然而,嚴(yán)重超標(biāo)的預(yù)算和低下的效率仍然讓人們覺得這個項目“不劃算”。不過,如果仔細(xì)分析該項目的利益構(gòu)成,便不難發(fā)現(xiàn)它并非科技產(chǎn)物,而更像是一種政治產(chǎn)物。
美國航空航天局2019年的一份經(jīng)濟(jì)影響報告顯示,“阿爾忒彌斯”計劃創(chuàng)造了約140億美元的總經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,支持了全國69000多個工作崗位。
美國航空航天局還在官網(wǎng)上列出了“阿爾忒彌斯”計劃涉及的總共3800多家承包商在全美的分布。這些承包商遍布全美50個州,而該計劃930億美元中的大部分資金也都流向了這些公司。
正是這種廣泛的利益連接,促成了國會對SLS的跨黨派支持,即使其成本嚴(yán)重超支且一再延誤。
自1972年“阿波羅17號”離開月球后,美國已闊別月球50年。而且在美國的航天飛機(jī)全部退役后,美國宇航員一度都要依賴俄羅斯的宇宙飛船前往太空。
進(jìn)入21世紀(jì),美國著手啟動新的探月計劃。
2004年,時任美國總統(tǒng)小布什啟動“星座計劃”,項目總費用預(yù)計將達(dá)2300億美元。
然而,“星座計劃”在完成“戰(zhàn)神一號”火箭原型機(jī)的發(fā)射后,便被繼任的奧巴馬政府叫停。2017年12月,共和黨再度上臺后,時任總統(tǒng)特朗普簽署“太空政策一號令”,宣布美國宇航員將重返月球,并最終前往火星。
時任美國總統(tǒng) 特朗普:這一次,我們不僅將插上我們的旗幟,留下我們的足跡,還將為最終的火星任務(wù)奠定基礎(chǔ)。也許有一天,我們還將前往其他星球。
2019年3月,時任美國副總統(tǒng)彭斯宣布,美國將于2024年重返月球,并將該計劃命名為“阿爾忒彌斯計劃?!?/p>
時任美國副總統(tǒng) 彭斯:如今我們正處于太空競賽中,正如20世紀(jì)60年代一樣,而今的競爭風(fēng)險更高。
2020年4月2日,美國航空航天局正式公布“阿爾忒彌斯”計劃的任務(wù)目標(biāo)、實施步驟,標(biāo)志著該計劃全面啟動實施。
5月,美國政府起草了一份關(guān)于月球礦產(chǎn)開發(fā)的協(xié)定,并為該協(xié)定命名為“阿爾忒彌斯協(xié)定”。
科羅拉多礦業(yè)大學(xué)太空資源中心主任 馬德里:月球的45%是氧氣,它們只是被困在了巖石里,這些是氧化的巖石可以被加熱,進(jìn)而從中提取大量氧氣。月巖中21%是硅,可以用于半導(dǎo)體生產(chǎn)。鐵和鈦都是非常重要的元素,鋁、鈣和鎂以及鉀和磷,你還會從中發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì),比如鈾和釷。另外還有可能在那找到水。
截至2022年7月,有21個國家簽署了《阿爾忒彌斯協(xié)定》,但更多國家擔(dān)憂這一美國主導(dǎo)的協(xié)定是否公平。
“該行動威脅到了地外空間的多邊主義,而且預(yù)示著未來太空可能不再平等地屬于所有人?!薄都~約時報》
值得注意的是,今年8月美國國家宇航局公布了“阿爾忒彌斯3號”任務(wù)候選著陸點,13個著陸點中有10個與兩年前我國提出的“嫦娥7號”任務(wù)候選著陸點部分重合。
今年8月,美國國防部國防創(chuàng)新部門(DIU)、美國太空部隊(USSF)、美國空軍研究實驗室(AFRL)還聯(lián)合發(fā)布了一份長達(dá)110頁的《2022年太空工業(yè)基地狀況報告》。該報告認(rèn)為美國應(yīng)當(dāng)制定一項戰(zhàn)略,以保持“太空超級大國”地位。
“贏得新太空競賽是國家的當(dāng)務(wù)之急,也是美國、我們的盟友和伙伴在21世紀(jì)維護(hù)自由和繁榮的關(guān)鍵組成部分?!薄?022年太空工業(yè)基地狀況報告》
和美國將“阿爾忒彌斯”計劃作為國力象征不同,更多其他國家為了開發(fā)月球的巨大商業(yè)價值,也紛紛投身于探測、登陸月球的新浪潮之中。
今年5月,據(jù)日本共同社報道,日本政府召開太空開發(fā)戰(zhàn)略總部會議,擬定于21世紀(jì)20年代后半期實現(xiàn)日本宇航員登月,這也是美國“阿爾忒彌斯計劃”的其中一環(huán)。
去年7月,日本月球工業(yè)愿景委員會向政府提交《月球工業(yè)愿景:地球6.0》白皮書。
索尼、東京大學(xué)和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)宣布,將共同創(chuàng)建一個衛(wèi)星系統(tǒng),配備可從陸地遠(yuǎn)程實時控制的攝像機(jī),讓普通觀眾能像宇航員一樣觀察外太空和地球。
8月4日,韓國首個月球探測器“韓國探路者月球軌道器”搭乘SpaceX獵鷹9號火箭成功升空。該探測器將探測月球表面,并為未來韓國登陸月球?qū)ふ抑扅c。韓國計劃在2030年左右在月球上降落自己的機(jī)器人探測器。
今年8月,印度太空研究組織主席對媒體表示,原定于8月發(fā)射的印度“月船3號”,由于受疫情影響,推遲到2023年初發(fā)射。
2019年7月,印度發(fā)射“月船2號”,計劃讓月球車登陸月球南極,但“月船2號”的著陸器在預(yù)計軟著陸前幾分鐘墜毀于月球表面。
“月船3號”與“月船2號”選擇的月球著陸地點相同。如果成功,印度將成為全球第四個在月球表面軟著陸的國家。
當(dāng)?shù)貢r間9月7日,塔斯社援引俄羅斯國家航天集團(tuán)發(fā)布的消息稱,由于航天器上的速度和飛行距離測量儀不符合探月任務(wù)的技術(shù)要求,俄羅斯“月球-25號”探測器將推遲至2023年7月至8月間發(fā)射,目標(biāo)是在月球南極地區(qū)著陸。
11月,阿聯(lián)酋的“拉希德”號月球車將搭乘日本的“白兔-R”探測器由美國“獵鷹9號”可回收式中型運載火箭發(fā)射升空,嘗試阿拉伯世界的首次月球著陸。
近年來,中國的探月工程也在穩(wěn)步推進(jìn)。嫦娥探月工程實現(xiàn)“繞、落、回”目標(biāo)并從月球上成功取土返回。
9月9日,國家航天局、國家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布嫦娥五號最新科學(xué)成果。中國科學(xué)家首次在月球上發(fā)現(xiàn)的新礦物,被命名為“嫦娥石”。這是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物,我國也成為第三個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家。
按照規(guī)劃,我國探月工程四期任務(wù)將從2024年到2030年有序展開,有望實現(xiàn)月球背面采樣、月球南極巡視探測、在月球南極建設(shè)國際月球科研站基本型三大目標(biāo)。
月球探索,經(jīng)過近50年的停滯后,在21世紀(jì)20年代有望迎來有又一個“黃金時代”。只不過,和20世紀(jì)的“星球大戰(zhàn)”不同,今天的太空注定是合作的舞臺。
在《第五次工業(yè)革命》一書中,西班牙科學(xué)家茵瑪·馬丁內(nèi)斯就曾嚴(yán)肅指出,太空技術(shù)引領(lǐng)的第五次工業(yè)革命,將使人類進(jìn)入全新的“太空文明”時代。而新時代的太空探索,人類絕無可能孤軍奮戰(zhàn)。