• 作者:大旺
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  • 等级:专家教授
  • 2019/8/30 12:11:54
  • 楼主(阅:86304828/回:0)新一轮“探月热”:划阵营,但有合作


    今年是人类首次登月50周年。1969年7月20日,“阿波罗11号”登月任务成功。飞船上的三名美国宇航员中,尼尔.阿姆斯特朗和巴兹.奥尔德林乘登月舱着陆,先后踏上月球,迈克尔.柯林斯驾驶指令舱在月球上空飞行。阿姆斯特朗踏上月面时所说的“这是个人的一小步,却是人类的一大步”无人不知。


    自1972年美国“阿波罗17号”完成人类第六次登月后,人类便再也没有踏上过月球,但随着科技的发展和人类不断取得新知,太空探索再次回到大众视野,而这其中最突出的现象就是“探月热”,美国、中国、印度、俄罗斯、以色列、日本、欧洲纷纷将目光瞄准月球。那么,新一轮“探月热”背后的原因是什么?



    2019年1月3日,中国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选区域,实现了人类探测器首次月背软着陆。图为“嫦娥四 号”任务月球车月面效果图。


    著名空气动力学家、航天技术专家黄志澄告诉《世界知识》杂志,对于人类来说,探月、登月的军事意义不是很突出,现在的共识是月球在科研和商业方面具有潜在价值,登月还可以彰显国家实力和文化。上海社会科学院国际问题研究所副研究员张茗接受《世界知识》杂志采访时表示,现在众多国家又纷纷聚焦月球其原因是多方面的。


    冷战时期月球探索因高技术、高投入门槛成为美苏超级大国的“专属游戏”,其他国家力所不逮,只能望月兴叹,随着太空技术的进步以及更多国家实力的增强,月球探索的队伍就会不断壮大;月球探索的“溢出效应”明显,不仅有助于提高国际声望,而且能显著促进科技进步、拉动经济,甚至可以通过扩展月球探索国际合作服务外交及地缘政治目标。


    人类探月60年各阶段特点


    人类对月球的探索是从上世纪50年代才真正开始的。1959年,苏联“月球1号”和“月球2号”无人探测器首次造访月球。美国则派出了一系列无人探测任务为载人登月铺平道路。此后的情景大家已经很熟悉:1969年7月20日人类首次登陆月球,在1969年至1972年的“阿波罗”任务中,12名美国宇航员在月球上行走,并使用月球车在月球表面“旅行”,扩展他们对土壤力学、流星体、月球测距、电磁场和太阳风的研究。


    美国国家航空航天局(NASA)网站对人类探索月球各阶段特点这样概括:上世纪50年代是“太空时代的黎明”,60年代为“登月竞赛”,70年代则是“取样于月球”,至于上世纪80年代,美国国家航空航天局称之为“沉寂的月球”,也就是在这期间,人类没有执行任何月球探测任务。到了上世纪90年代,无人探测月球任务又重新开启,日本执行了一次任务,美国执行了两次任务,均获得成功。新世纪后,月球上又多了一些国家的身影,不过,这些均为无人探测月球任务。2007年,中国的“嫦娥一号”成功发射。2010年后,人类对月球的探测更加深入。中国、美国都数次成功完成无人探测月球任务。


    各国探月新计划


    新一轮“探月热”背景下的月球探测计划包括“无人探月”和“载人登月”。值得一提的是,人类首次登月50年后,载人登月再次被提上日程。


    2007年,“嫦娥一号”成功发射正式拉开了中国探测月球的序幕。2019年1月,我国的“嫦娥四号”实现了人类探测器在月球背面的首次软着陆,随之中国的月球探测计划也成了热门话题。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华介绍,中国将继续实施月球探测工程,2019年年底前后将发射“嫦娥五号”,实现区域软着陆及采样返回。他还称,随着探月四期工程拉开帷幕,后续还将发射“嫦娥六号”等月球探测器;“嫦娥七号”计划执行月球南极综合探测,包括地形地貌、物质成分等;“嫦娥八号”计划进行更多关键技术的月面试验。


    值得一提的是,“月球”仍是美国太空探索的一个重点。2017年12月,美国总统特朗普签署航天政策令,重新启动“重返月球”计划。2019年7月20日,彭斯在参观肯尼迪航天中心时再次重申美国的“太空计划”,他表示,美国已经完成建造“猎户座”飞船,目标是2024年前让宇航员重返月球,并在未来让人类首次登陆火星。早些时候,美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯汀宣布了“重返月球计划”的新名称——“Artemis(阿尔忒弥斯)”,在希腊神话中,阿尔忒弥斯是狩猎女神,是阿波罗的孪生姐妹。


    据悉,NASA计划在下一批预定登月的宇航员中至少包括一名女性。NASA网站对“阿尔忒弥斯”计划这样介绍:在月球上建立一个可持续的人类存在,目标是把人类送上火星。 再看欧洲方面。今年1月,欧洲航天局(ESA)发布声明称,他们已经与欧洲火箭制造商阿丽亚娜集团达成了合作协议,将在2025年前登上月球,并建立月球基地。


    据悉,执行2025年欧洲航天局的这项登月任务将是机器人,但这可能为未来的载人任务铺平道路。与此同时,在未来探月计划中,欧洲还将和美国合作。欧航局将为美国“阿尔忒弥斯”重返月球计划提供第三个“欧洲服务舱”,它将为宇航员提供安全抵达月球轨道和其间生活“所需要的一切”,包括空气、水、电力等。


    2018年3月,俄罗斯航天集团宣布,计划两年内发射“月球25号”探测器,重启俄罗斯中止了40余年的月球探测计划。2018年11月,俄罗斯能源火箭太空公司公布了俄罗斯月球基地计划的建设路线图,作为该计划的重要组成部分,俄罗斯宇航员将在2030年后登上月球。 关于日本,据日本共同社报道,2017年12月,日本通过了《宇宙基本计划》进度表修订案,其中提出日本也将考虑参加美国设想在2020年代后半期建成的绕月新空间站计划。此外,日本和印度计划于2023年联合发射探月设备,用以研究月球南极表面。


    印度在无人探月领域也开始“发力”。2019年7月22日,历经多次推迟之后,印度终于将“月船2号”月球探测器发射升空并进入预定轨道,再经过40多天飞行,预计将于9月在月球南极进行软着陆。如果成功,印度将成为继美国、俄罗斯和中国之后,第四个实现探测器月球软着陆的国家。



    2019年7月3日,香港太空馆大堂举行人类“登月五十年”专题展览。图为使用超过二十万粒乐高颗粒砌成的高五米的“土星五号”火箭模型。超级火箭是登月的重要因素,1969年7月16日,“阿波罗11号”飞船就是搭载“土星5号”火箭升空。几天后,人类实现了首次登月。


    黄志澄向《世界知识》介绍,在载人领域,日本、印度、以色列、欧洲他们的模式基本都是和美国合作,比如美国有一个月球轨道门户舱,有一段是欧洲制作,有一段是日本制作。但是他们的确也有各自的优势,比如欧洲、日本具有性能比较先进的火箭。


    美国新探月政策存在不确定性


    在新一轮“探月热”背景之下,美国的月球探索计划和行动无疑备受各方关注。如何评价美国这十几年的月球探测政策?特朗普政府的“重返月球”计划有什么特点? 上述受访的专家张茗认为,从小布什到奥巴马再到特朗普,21世纪的美国前三任政府的太空政策呈现出明显的否定前任、推倒重来的特点,频繁的改弦更张使美国的太空政策遭受“政策漂流”的诟病。实际上,特朗普政府是冷战结束以来继老布什、小布什政府之后第三次立下重返月球的目标,但能否在2024年实现也存在相当的不确定性。 谈及美国实现“重返月球”面临不确定性的原因,张茗指出:“一是美国政府内部对月球优先还是火星优先没有达成共识。


    目前美国确定的载人航天计划可以看作是这两种不同意见的折衷,把月球视作登陆火星的跳板。特朗普本人也左右摇摆、举棋不定。政策的不确定性必然会导致执行的不确定性;二是考虑到目前美国政治生活的严重极化,重返月球计划能否获得国会充足、持续预算支持也存在不确定性;三是登月是一个庞大的系统工程,把重返月球的期限从最初的2028年提前到2024年,时间是否宽裕也存疑。”


    黄志澄分析称,国际空间站虽然在发展载人航天技术和试验航天员在太空长期生活方面取得了许多成果,但成本太高,大概花了2000亿美元。在科学实验方面,一直没有开发出跟国计民生特别紧密的产品,更谈不上产业化。近几任美国总统的想法还是要回到更远的太空去探索。因此,在地球轨道,他们要逐步把空间站商业化。特朗普上台以后,宣布“先重返月球、再去火星”,最近特朗普感觉到去月球不太过瘾,因为有人认为美国人已经去过了。现在美国要重返月球,技术上肯定有把握,但只是送人上去意义不会太大。去月球短期也没有太大经济效益,从政治方面看,无疑去火星效果比去月球更加好,但技术上仍然困难重重。因此,NASA想把月球作为去火星的中转站。


    黄志澄解释称:“火星的价值是比较高的,因为火星它的生存条件相当于地球的过去的时代,火星上也可能有生命,多数人认为火星是人类最想去开发的一个星球。有些声音认为地球总有一天会灭亡,那么我们人类该怎么办呢?到那个时候人类可能希望找到另外一个地方生存下来,那么火星就是一个理想的目标,美国在火星开发上也花了很多的钱,无人探测器也登陆了火星,目前也只有美国做成了这件事,我们中国准备在2020年发射火星探测器。”针对上述问题,“阿波罗17号”成员哈里森.施密特认为,月球正处在人类探索火星的关键路径。月球的定居,即在月球的持续存在,使生产维持生命、辐射保护所需的消耗品资源成为可能,这些都是火星探险所需要的。“阿波罗11号”成员科林斯在受访时表示,美国现在应该绕过月球,直接去火星,“原因很简单,火星比月球有趣多了!”


    新一轮“探月热”呈现出商业性新特点 美国Politico网站近日文章称,在美国首次将人类送上月球50年后,有多个国家以及更多的国际伙伴正计划在未来10年前往月球执行任务。但与冷战期间的第一次“登月竞赛”不同,这次的重点不仅仅是展示国家在科学和政治上的主导地位。这一次的目标也是商业性的:寻找新的资源并开发它们,以及找到一种在地球轨道之外可持续生活和工作的方式。


    美国《时代》周刊在人类首次登月50周年之际撰文称,上世纪60年代人类的那场登月是美国和苏联之间的较量,但这一轮美国发现自己将面临一场更大的竞争,对手包括私人航天公司SpaceX和贝佐斯的“蓝色起源”公司以及中国这样的国际力量。


    张茗提到,美国肯尼迪政府设定的登月目标是把人送上月球并使其安全返回地球,特朗普政府设定的目标是登上月球并留驻,重树美国的太空领导地位和进行商业开发。50年前的“阿波罗”项目离不开北美航空公司等承包商的重要贡献,但登月主要是NASA主导的政府项目。而目前的美国登月除了传统承包商以外,还出现了马斯克、贝佐斯等具有太空探索个人情怀的“太空大亨”的身影,登月努力从50年前以政府投入为主的“一条腿”走路变成了目前NASA与商业太空部门齐头并进的“两条腿”走路。


    黄志澄表示:“在近些年航天事业发展中,美国人也感觉政府的财力不够,所以在2001年以后,从美国总统小布什、奥巴马再到特朗普坚持的一个政策,就是扶持美国的民营航天企业,现在美国新兴的航天企业发展非常快,比如马斯克的SpaceX公司,这家公司的火箭的能力非常突出,可能会比美国的‘国家队’早一点去月球。此外,亚马逊的创始人贝佐斯也在航天方面有非常多的举动。我们中国现在也有民营航天的案例,不久前,中国一家民营公司用自己研制的火箭成功发射了卫星。”谈及中国民营航天企业的发展情况,黄志澄说:“中国现在已经有民营企业投资航天领域了,大约有100余家企业在做这方面的业务,但规模都比较小,公司规模最大的也就200来人,美国民营航天企业的规模比较大,如马斯克的SpaceX公司有5000到6000人。美国的新兴航天企业从2001年起步,现在也有十几年了,中国的民营航天企业起步只有3、4年,还在做各种尝试。


    与此同时,欧洲探月也体现了“商业性”的趋势。ESA网站4月一篇文章曾介绍,欧洲航天局的业务专家正在帮助总部设在柏林的新欧洲太空初创公司PTScientists的飞行计划人员驾驶飞机前往月球。这家公司创始人罗伯特.伯麦表示:“我们很高兴得到欧航局高技能专家的支持。我们将共同完成欧洲首次私人出资登月。”


    月球到底有何价值


    《时代》周刊称,月球探险可能带来财富。《时代》周刊援引摩根斯坦利的数据称,目前,航天经济对全球GDP的贡献为3500亿美元,预计到2040年这一数字将跃升至1.4万亿美元。


    英国伦敦大学月球科学家伊恩.克劳福德此前一篇题为《月球资源综述》的论文指出月球的潜在资源,包括氦3、水、氧气、金属、硅、稀土元素、钍和铀等。他写道:“尽管很难确定任何一种月球资源是否足以推动月球资源开采行业的发展,但月球确实拥有丰富的原材料,它们具有潜在的经济利益”。关于水,这位科学家写道,近年来对月球的探测表明,月球表面环境可能含有大量可开发的水库。提到金属,这位科学家指出,人们可能不会进入太空将那里的金属使用于地球。然而,许多金属将是必不可少的,可用于建设月球和地月轨道空间的工业和科学基础设施。 对于月球潜在的价值,《时代》周刊上述文章提出,月球可能成为人类开拓太空的第一个前哨站。文章也提到的稀土,称人们对在月球上开采用于电子制造业的稀土金属有诸多遐想,虽然以目前的航天技术,这一获得的财富很快就被地球和月球之间运送货物所需的昂贵运费所抵消,但技术在变化,没有人希望被排除在潜在的“月球淘金热”之外。


    “月球南极”也是新一轮“探月热”背景下的一个热词。中国、欧洲等都有月球南极探测的计划。关于月球南极探测,外国媒体文章指出,月球南极是月球上存在的最接近沃土的地方。南极蕴藏着大量的水冰,这些水冰可以用来维持人类及其农作物的生存。水可以被分解成氧气,氧气可以为宇航员所用,而氢与氧气重新结合可以制造一种简单、强大、清洁的火箭燃料。水和火箭燃料从地球带出执行深空任务比这些东西从月球获取要困难以及费事,因为月球的引力是地球的六分之一,从理论上讲,飞往火星的宇宙飞船可以在月球附近停一停,给油箱加满油,然后再驶向更远的太空。


    上述受访的专家黄志澄认为,月球的科学、商业价值还需要逐步地探索和开发,可能是一个长远目标。因为如果月球和地球之间的运输系统费用很昂贵的话,其进展一定很缓慢。现在大家公认的商业价值就是富人的“太空旅游”,这是比较现实的。


    是新一轮“登月竞赛”吗


    今年7月,就在世界各地纪念人类首次登月50周年之际,不少外国媒体形容,中美现在的登月计划和行动是新的一轮“登月竞赛”。


    接受采访的两位专家认为“竞赛”这种说法并不准确。黄志澄提到,中美在月球方面的探索如果用“竞赛”来讲,美国是把中国的情况夸大了的。50年前美国人就登上月球了,美国的空间站、也就是国际空间站已经运行了好些年了,而且美国还有航天飞机,不难看出,在探月方面,中美之间是存在差距的,所以现在媒体称“登月竞赛”就是炒作而已。不过中国近年来在探月方面的发展势头的确还是很高的。


    张茗认为,与其称新一轮登月竞赛,不如称其为新一轮月球热潮更准确。首先,目前的月球探索竞争与合作并存。不可否认,在月球探索领域各国存在竞争,以阵营划线的色彩也有(比如美国),但同时还应看到一些国家都在月球探索上伸出了国际合作的橄榄枝。


    提及月球探索的“阵营”色彩,黄志澄称:“美国对中国航天技术还处于封锁的状态,1999年,美国国会发布了《考克斯报告》,禁止中国的火箭发射美国的任何卫星,2011财年拨款法案附加的‘沃尔夫条款’,为美国国家航空航天局与中国开展正常的技术和人员交流设置了极高的障碍。在国际空间站,包括俄罗斯、印度等多国都可以参加,但将中国排除在外,所以美国对中国的航天已经“封杀”很多年了。”


    事实上,我们注意到,现在在探月任务中,一些国家也有着合作。如,就在印度“月船2号”升空当天,中国国家航天局相关负责人表示,中方已与欧洲、俄罗斯有关部门初步达成共识,将共同牵头探讨国际月球科研站的规划论证工作。文:赵萌







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