美國重返月球邁出第一步

南方週末 發佈 2022-11-23T15:04:56.713463+00:00

北京時間2022年11月16日14時47分,美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯1號從卡納維拉爾角甘迺迪航天中心成功發射升空,邁上奔向月球的旅程。這是美國時隔半個多世紀後再次實施載人探月計劃,邁出了人類重返月球的第一步。

11月16日,美國航天局新一代登月火箭「太空發射系統」搭載「獵戶座」飛船從佛羅里達州甘迺迪航天中心的39B發射台發射升空。 (新華社/路透/圖)

北京時間2022年11月16日14時47分(美國東部時間2022年11月16日1時47分),美國國家航空航天局(NASA)的阿爾忒彌斯1號(Artemis I)從卡納維拉爾角甘迺迪航天中心成功發射升空,邁上奔向月球的旅程。這是美國時隔半個多世紀後再次實施載人探月計劃,邁出了人類重返月球的第一步。

籌劃已久

美國於20世紀60年代初開始實施阿波羅登月計劃,阿波羅11號於1969年成功將人類送上月球,航天員尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)邁出「人類的一大步」。此後,美國又實施了5次載人登月任務,共有12名航天員到達月球表面。阿波羅17號後,美國中止了載人探月計劃,人類第一輪探月高潮也宣告結束。

20世紀90年代末,各國開始重新關注月球。2004年,美國提出了重返月球的星座計劃(Constellation program)。不過,在一段時間內,美國國家航空航天局無法確定究竟是把人類登陸火星還是重返月球擺在優先位置,也無法承受同時開展兩個項目所需要的巨額開支,因此在月球和火星兩個目的地之間搖擺不定。美國前總統巴拉克·歐巴馬(Barack Obama)在2010年取消了重返月球的計劃,突出強調前往火星的重要性。而在航天界,支持重返月球甚至建立月球基地的想法仍大有人在。

但美國前總統唐納·川普(Donald Trump)當選後,把重返月球置於更加重要的位置。2017年10月,美國國家航空航天局正式公布了重返月球的阿爾忒彌斯計劃(Artemis program)。這個計劃以希臘神話中太陽神阿波羅的孿生姐姐月亮女神阿爾忒彌斯的名字命名,目標是航天員重返月球並在月球建立永久基地,為載人登陸火星和更遙遠的深空探測任務進行準備。

阿爾忒彌斯計劃共有3次發射,本次發射的是阿爾忒彌斯1號。在這次無人任務中,美國國家航空航天局將測試新一代重型火箭太空發射系統(Space LaunchSystem,SLS),同時驗證獵戶座飛船(Orion)的性能和安全性,其中獵戶座飛船將完成往返月球的任務。阿爾忒彌斯2號計劃在2024年發射,這將是阿爾忒彌斯計劃中的首次載人飛行,航天員會搭乘獵戶座飛船環繞月球。阿爾忒彌斯3號計劃不早於2025年發射,航天員將在這次任務中登陸月球,實現人類重返月球的目標。

阿爾忒彌斯1號發射升空。(圖片來源:NASA網站)

全新打造

雖然美國在半個世紀前就實現了載人登月的壯舉,但是再次啟程卻殊為不易,曾經的登月火箭和飛船已成古董,阿爾忒彌斯計劃中的火箭、飛船、月球著陸系統以及配套的月球空間站全部都要為此計劃量身打造。

太空發射系統是美國國家航空航天局開發的新一代重型運載火箭,目前單次發射成本高達40億美元。火箭的核心發動機是太空梭曾經使用的RS-25D,4台發動機能夠為火箭提供強大的推力,再加上兩個固體助推器,太空發射系統能夠滿足載人登月以及未來其他深空探測任務的需要。根據計劃,太空發射系統共有3個版本,分別是Block-1、Block-1B和Block-2,本次發射使用的是Block-1版本。

雖然星座計劃被取消,但是當時研究的飛船被保留下來,成為阿爾忒彌斯計劃中的獵戶座飛船。在本次無人任務中,獵戶座飛船搭載了兩個布滿傳感器的假人進行測試。兩個假人中,一個進行了全方位防護,一個則暴露在太空輻射中,研究人員可以藉此了解奔月過程中的太空環境對人體的影響。

美國國家航空航天局計劃在阿爾忒彌斯3號任務中實現載人登月,選定的著陸系統是由美國太空探索公司(SpaceX)開發的登月版星艦(Starship)。政府機構之外商業太空公司的參與也是此次登月與阿波羅登月計劃顯著不同之處。在競標階段,除太空探索公司外,藍色起源(Blue Origin)和戴尼克斯(Dynetics)兩家公司都提交了各自的月球著陸系統方案。

實際上,在2025年後實現載人登月只是整個阿爾忒彌斯計劃的階段性目標。在這個龐大的計劃中,月球門戶空間站是關鍵的組成部分,將在未來承擔重要的任務。這個空間站在建成後將運行在地月空間內,成為聯繫地球和月球的紐帶。航天員會首先抵達月球門戶空間站,再根據需要搭乘著陸系統到達月球,在月球執行科研任務,更深入地了解月球。同時,航天員也可以在空間站中長期駐紮,開展空間物理、生命科學等領域的研究。

獵戶座飛船的藝術想像圖。(圖片來源:NASA網站)

探月之路

在阿爾忒彌斯計劃中,美國國家航空航天局計劃把航天員送到月球南極地區。經過探測,科學家已經發現月球南極有以冰的形式存在的水。航天員在月球南極將會嘗試利用這些水和其他對長期探索月球至關重要的資源。同時,航天員要學習如何在另一個天體的表面生活和工作,驗證未來將在火星探測中使用的技術。

雖然在阿波羅計劃結束後,人類探月沉寂了一段時間,但現在月球已經重新成為太空探索的熱門。

除了美國外,中國是探月熱潮中的另一個主角。從2004年開始,中國穩步推進嫦娥工程,從嫦娥一號到嫦娥五號已經取得了一系列重要成果。目前,中國已經啟動了嫦娥工程四期,計劃發射嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號,其中嫦娥六號計劃在月球南極著陸並採樣返回,嫦娥七號將進行月面綜合探測,嫦娥八號計劃在月面建設國際月球科研站,為建設月球基地進行初步探索。同時,中國還提出了在2030年前後實現載人登月的設想。

在中美之外,歐洲空間局、俄羅斯、印度、日本、以色列等組織和國家也都在實施各自的探月計劃。

而在探月之路上,既有競爭,也有合作。美國以阿爾忒彌斯計劃為基礎,發起了《阿爾忒彌斯協定》(Artemis Accords),協定規定了關於和平利用月球、火星和其他天體的原則。截至2022年7月,已有超過20個國家簽署了這個協定。這些國家將根據協定,與美國在阿爾忒彌斯計劃中開展合作。

中國已經與阿聯達成協議,在嫦娥七號任務中把阿聯研製的月球車送到月球表面。嫦娥八號任務中計劃建設的國際月球科研站也預示了這將是一個國際合作平台。日本和印度在各自開展月球探測的同時,正計劃共同探測月球的極地地區。在抗擊流行疾病、應對氣候變化之外,探索月球有望為更多的國際合作搭建舞台。

南方周末特約撰稿 鞠強

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2021-11-16T06:44:29.475962+00:00

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