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為什麼SpaceX月球旅客不會在月球上行走?

迄今為止,人類歷史上只有12個人在月球上行走過,沒有人踏上火星表面。不過,既然埃隆?馬斯克(Elon Musk)承諾,將派遣日本億萬富翁前澤佑長(Yusaku Maezawa)和六到八名藝術家乘坐SpaceX公司(SpaceX Big Falcon)的「大鷹」(Big Falcon)火箭進入我們這個天體鄰居的軌道,第二個數字可能還會繼續攀升。(馬斯克此前曾承諾,到2018年底,會有一名遊客繞月飛行。這一次,這趟旅程將在2023年完成。前澤將支付這趟游輪之旅的費用,估計數十億美元財產中有相當大的一部分。

博科園-科學科普:但無論他支付多少錢(尚未披露),這筆錢都能讓他和他的團隊看到罕見的月球景象,但不會在月球表面著陸或行走(即登月)。這是因為,儘管將人類安全送入月球軌道是一項挑戰,但從本質上講,這是一項設計載人飛行器的工作,它能讓人類在太空航行時存活下來,並能重返地球大氣層,建造一枚足夠大的火箭,將前澤推到想去的地方,登陸月球要複雜得多。


為什麼SpaceX的載人飛船不能在月球上著陸?

如果你在20世紀60年代末到70年代初在電視上看到阿波羅登月(或者後來的一部關於阿波羅登月的影像視頻),你就會看到指令艙(運載宇航員往返月球軌道的飛船)實際上從未登陸過月球。相反,每次成功著陸都需要兩名宇航員爬上登月艙(登月艙,一種輕型的、可載人的小艇),在第三名宇航員在頭頂的登月艙里等待時,他們才能將登月艙載到月球表面。每次月球漫步後,宇航員們都會跳回登月艙,將自己發射回太空,他們的第三個同伴會把他們帶回地球。但這並不總是計劃。在阿波羅計劃的早期,美國宇航局工程師認真考慮過將整個指揮艙降落在月球上。

埃隆·馬斯克聲稱「獵鷹」號火箭機組人員飛行器有一天可能會登陸月球。但在可預見的未來,任何任務都不可能做到這一點。圖片:SpaceX

但他們很快意識到,即使按照阿波羅任務的標準,一個能在月球上著陸、能發射回太空、能把自己推進回地球、能在重返大氣層時倖存下來的指揮艙也將是不現實的巨大。SpaceX公司的BFR將比「阿波羅」號的「土星5號」火箭更強大,但威力不會太大。該公司在2018年初發布了一段宣傳視頻,展示了一架模擬BFR機組人員飛行器像這樣在月球著陸,但沒有發布任何技術信息表明它確實克服了相關的技術挑戰。當然,NASA在20世紀60年代放棄了克服這些挑戰的計劃。因此,一次性超輕型登月艙的想法誕生了。


為什麼SpaceX公司不能製造自己的月球著陸器?

實際上,在理論上,沒有明顯、壓倒性的理由讓SpaceX無法做到這一點。畢竟,該公司已經完成了許多棘手的地球著陸任務,這是NASA在上世紀60年代無法想像的。不管是否明智,馬斯克聲稱他的公司總有一天會把人類送上火星。但現實是,如果歷史可以為鑒的話,設計和建造月球著陸器是一個完全獨立的項目,它代表了最初建造一枚能夠到達月球火箭成本的很大一部分。在1963年到1973年之間,NASA登月艙計劃花費了22.4億美元,相比之下,指揮艙花費了37.3億美元,土星五號花費了64.2億美元。

經通脹調整後,2018年的著陸器成本約為170億美元。正如首席工程師托馬斯?凱利(Thomas Kelly)在2012年出版的一本書中所描述的那樣:它的設計是無休止地縮小規模,以使模塊足夠輕,以適應旅途的需要。著陸器最初的設計包括一個坐著的駕駛艙,有寬大的玻璃觀景窗,這樣宇航員就可以看到他們降落到月球表面的全景。1968年1月,在阿波羅5號(Apollo 5)上的首次無人駕駛飛行中,當他們將脫光時,它只剩下一個小小的三角窗和一個夾著電纜的吊架,而不是座椅,以保持宇航員站立。

1969年美國國家航空航天局(NASA)在阿波羅9號(Apollo 9)的近地軌道上用登月艙進行了一次載人試驗,宇航員們將其命名為「蜘蛛」,這要歸功於它那異形、多腿的外形。這種著陸器的設計一次只能搭載兩名宇航員登上月球,儘管後來的型號確實能夠裝載更大的貨物。據推測,SpaceX的著陸器將不得不將其付費乘客全部安全運送到月球表面,至少比NASA提供的纜車和簡化的導航和對接系統稍微舒適和安全一些。這就成了阻礙SpaceX向乘客提供真正月球之旅的最大障礙。

如果SpaceX的目標是探索月球(至少在名義上是NASA在60年代和70年代的目標),那麼該公司可能會有更多的選擇。訓練有素的專業宇航員可以乘坐有限的飛船在太空中遨遊,這就要求飛船上的每個人都為著陸、探索、發射和對接項目做出貢獻——同時通過一個小小的三角形窗口向外張望以找到他們的方向。但不管SpaceX的乘客在旅行前接受了多少培訓,他們都不會以航天飛行員的身份出現在那裡,也不會成為航天服操作或著陸過程中涉及的其他技術程序的專家。

這意味著如果SpaceX試圖把人送上月球,他們基本上就會成為累贅,在專業宇航員和自動化系統應對諸多技術挑戰的同時,他們還會繼續飛行並佔據太空。理論上的SpaceX旅遊著陸器必須攜帶更多人,可能會更加舒適和安全,而不是攜帶nasa(美國國家航空航天局)風格的精簡專家團隊和用於科學研究設備。因此,遊客最多只能留在太空中,在那裡他們可以享受俯視月球的樂趣,但在開創性探索的道路上不會有太多事情要做。

博科園-科學科普|文:Rafi Letzter/Live Science

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