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美國又要「重返月球」了,方案有很多種,不過專家覺得都有點懸……

1957年10月4日,前蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星——人造地球衛星1號(代號Sputnik-1),正式拉開了美蘇太空競賽的大幕。起初一段時間,蘇聯處於優勢,直到1969年,美國用阿波羅11號飛船將宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林成功送上了月球,才扭轉了局面。

在「Sputnik-1」升空60周年之際,美國副總統邁克·彭斯宣布他們要「重返月球」。他表示,這樣做不僅僅是為了在月球上插上旗、留下腳印,也是為美國宇航員前往火星和深空奠定基礎。無獨有偶,美國國家航空航天局(NASA)最近也透露了相關計劃。該局副局長威廉·格斯登美爾9月底在第68屆國際宇航大會上說,美國將在2030年至2033年抵達火星軌道,而地月空間任務是其中重要一步。

有分析認為,美國在這個時間公布該計劃,頗有向老對手再次擺出「太空爭霸」強硬姿態的意味。不過該計劃是否能如期實施?科技日報記者採訪的兩位專家均表示:懸。

航天專家龐之浩介紹,美國此次提出的火星計劃分三個階段。一是依賴地球階段,NASA將利用國際空間站開展試驗和研究,為深空探索可能遇到的問題尋找解決方案。二是試驗場階段,美國將與俄羅斯合作,試驗新的載人飛船和重型火箭,並於2024年前後在月球軌道上建立「深空門戶」基地,作為通往月球表面和深空目的地的中轉站。三是擺脫地球階段,美國將完成深空運輸系統的建設和驗證,開展火星臨近區域包括火星衛星的載人飛行探索任務,最終登陸火星。

龐之浩認為,從技術角度來說,NASA的計劃雖然面臨難關,但通過攻關和國際合作有望解決。例如建造「深空門戶」,畢竟只是在月球軌道上,與在月面建設基地、起飛降落、開發資源相比,難度較低。他更擔心的是政策和資金問題。

「一段時期以來,美國的航天計劃缺乏連貫性。」龐之浩說,從小布希提出重返月球,奧巴馬計劃「抓捕小行星」,到特朗普再次將月球定為首選目標,美國的太空路線隨著政府更迭連續上演「大轉彎」。目前的計劃能不能持續下去很難說。同時他表示,60年前NASA的預算達到了聯邦政府預算的4%。與蘇聯競爭登月時,阿波羅飛船的成本相當於等重黃金的十幾倍,取回月壤的代價相當於等重鑽石的幾十倍。而如今NASA每年的預算僅有政府預算的0.5%。「沒有冷戰背景,能不能獲得持續投資?」他說,「我覺得這事挺懸。」

中國航天科工二院二部研究員楊宇光對該計劃更不看好,他認為把「深空門戶」建在月球軌道得不償失。

楊宇光說,在空間科學研究方面,人類藉助運行在地球軌道上的空間站,已經取得了大量成果。從微重力、高真空條件來看,月球軌道跟地球軌道沒什麼區別,但前往月球軌道的技術更複雜、成本更高,還涉及輻射防護等難題。從空間觀測角度來說,大口徑光學設備或雷達對平台穩定度要求極高,而「深空門戶」是載人平台,航天員活動勢必對平台造成擾動。

如果要為深空探測服務,楊宇光認為把基地建在月球表面更有意義。他說,月面有一定重力,航天員可以免受長期失重帶來的不利影響,種植蔬菜、糧食也比在失重環境下的空間站更容易;用月面土壤覆蓋居住艙,可以達到屏蔽輻射和流星防護的效果;如果能找到並利用月面存在的水,除了可以用於生活、種植作物,還可以分解成氫、氧用於製備推進劑,為航天器提供能源;月面其它資源的開發利用,也有助於降低人類駐留的代價。不過,在目前NASA公布的計劃中,並沒有落月的打算。

無論如何,NASA已經做出了選擇,並取得了一定進展。其早已與波音、洛克希德馬丁等公司合作,開展了太空發射系統(SLS)和獵戶座飛船的研製。獵戶座飛船已於2014年12月完成首次無人飛行;已經「燒」了180億美元的SLS,也終於完成了測試工作,計劃在2018年首飛。不過全部完成研製,需要再「砸」180億美元進去。

楊宇光覺得,SLS是支撐後續計劃的重要基礎,但其成本是個問題。「SLS發射一次代價極高。未來『深空門戶』開始運營,每年都會有乘組上去,這樣的成本能不能擔負得起,我覺得有疑問。」他說。

除了NASA率領的「國家隊」,一些私營航天企業也察覺到特朗普政府對月球的鐘情,開始了針對月球的布局。其中當然少不了一向高調的SpaceX。該公司老闆埃隆·馬斯克在第68屆國際宇航大會上公布了BFR項目。在他的計劃中,這個上百米高、可重複使用的火箭-飛船聯合體能把150噸載荷運到近地軌道,能一次將100人送到火星。而該公司現有的獵鷹九號火箭、龍飛船將被淘汰。雖然心懷火星夢,但馬斯克顯然已把月球視作了征服火星的必經之地。他發布的SpaceX月球基地渲染圖吸引了全世界的目光。

馬斯克在會上侃侃而談時,同在現場的楊宇光心中不斷冒出疑問。他表示,BFR其實是馬斯克去年提出星際運輸系統(ITS)的「縮小版」,火箭裝配的引擎由42個減至31個,箭身直徑由11米減至9米。方案還會不會變?很難說。能不能研製出來?也難說。另外,BFR發射升空後,還需要發射其他航天器為其第二級進行多次補給,它才能飛到月球。楊宇光認為,這從技術可行性上可以實現,但成本低不了。

因而楊宇光覺得馬斯克的方案比NASA的計劃更加遙遙無期。「NASA的進度雖然慢,但SLS和獵戶座飛船研製都取得了進展。」他說,「而馬斯克的報告只能稱之為設想,還談不上計劃。下一步先要看獵鷹重型火箭的首飛能否成功,相關技術能否掌握。如果不行,後面的事根本無從談起。」

相比SpaceX,另一家美國私營太空巨頭藍色起源公司從一開始就將目標放在了近地空間和月球。其希望充當地月之間的「快遞員」,計劃在2025年左右開始向月球運輸送各種實驗設備和貨物,幫助人類在月面建立基地。圍繞自己的目標,該公司的各項計劃穩步推進。2016年,其完成了五次新謝潑德火箭的發射與回收任務;大推力的BE-4發動機已經出廠;運載能力遠超獵鷹重型火箭的新格林重型火箭也將在2020年前首飛;藍月亮號月球登陸車也早已提上日程。因而公司老闆貝索斯信心滿滿,就等將公司的「羽毛旗」插上月球。

楊宇光表示,藍色起源公司此前一直在做亞軌道太空旅遊項目,技術發展得不錯。但從新謝潑德火箭到新格林火箭,技術跨越極大,存在很大的風險和不確定性。從商業運作角度,是否有人願意投資,或者該公司能否獨立承受這件事,目前也不得而知。

有分析認為,在多方競爭的形勢下,美國重返月球計劃實現的可能性會大大提升。但龐之浩認為,美國做這件事是會舉國家之力還是開展國際合作,或是與私營公司合作;方案由NASA提出還是採納私營公司方案,現在都不明確。「最後能不能聽到響,還有待觀望。」他說。

註:文中圖片均來自網路

編輯:陳小柒

審核:管晶晶


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