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登月旅行,距離我們還有多遠?

距離人類第一次登月都快50年了。

前一陣,一則關於《副主任設計師離職影響國家登月?》的文章在朋友圈刷屏。儘管最後被證實這是一場誇大其詞的鬧劇,但這一事件也讓「登月」這個詞語重返人們的視野中。

1969年,人類第一次登陸月球,成為一個歷史大事件,阿姆斯特朗的那句「我的一小步,人類的一大步」還言猶在耳。此後的三年之內,共有12人曾經踩在月球堅實的表面上;另外還有6個宇航員曾經留守在月球軌道繞月旅行——跟登月的宇航員相比,他們都是無名英雄!這是一連串驚人的、了不起的成就。但是,1972年12月後,一切都戛然而止了。由於財務吃緊,登月計劃被砍了,此後,人類再也沒有能夠一親月球的芳澤了。

阿姆斯特朗踏足月球的第一步(NASA)

如今,Space X和特斯拉公司的老闆伊隆·馬斯克(Elon Musk)放出豪言,要在2023年用自家的火箭將日本億萬富翁、今年42歲的前澤友作送上月球軌道進行繞月之旅。前澤是日本著名的企業家,擁有目前日本最大的時尚零售網站。他將支付這趟旅行的費用,豪氣衝天的他還會帶上幾個同伴,一起上天。

不過,馬斯克的宣言也喚起了一個問題:為什麼這麼有錢的大富翁,也只是進行繞月旅行呢?來都來了,為什麼前澤不順便到月球上溜達一下呢?我們離商業化的登月之旅,到底還有多遠?

想要進行繞月之旅,必須要先將人類安全地發射到月球軌道上。除了強大的火箭推動力之外,這種旅行所需要的交通工具,只需要擁有兩種能力,分別是離開地球的能力,以及在地球安全著陸的能力。

如果想要登月,那麼宇航員乘坐的飛船就必須多出兩種能力:在月球降落以及在月球起飛的能力。登月計劃的早期階段,美國宇航局的工程師曾經考慮過將宇航員離開地球時乘載的指揮艙整個降落在月球上。這不僅需要更多更複雜的計算,而且由於無法在地球模擬試驗過程,所以危險性更大。另外,科學家們也很快意識到,從月球起飛需要耗費太多的能量,飛船必須搭載更大的火箭、更多的燃料,而這樣的體量和預算是不切實際的。

1961年時直達月球表面飛船構想圖,搭載的火箭會非常複雜龐大(NASA)

於是,他們想出了一個方法:既然從月球上離開的費用那麼高昂,不如讓宇航員們中途「轉車」。他們乘坐指揮艙到達月球上的軌道,再爬進一個與飛船尾部相連的小登月艙,然後登月艙脫落並降落在月球。

這個登月艙很小,所以離開月球時只需一點點動力——等宇航員登月結束,登月艙被噴上月球軌道,停留在那裡。這時,沒有下去登月的留守宇航員(剛剛說到的那些無名英雄!),就負責將登月艙捕獲接住,然後大家就可以團聚一起飛回地球了。

保存在博物館裡的登月艙(Kowloonese)

這就是為什麼登月計劃的宇航員總是三人一組,但每次登上月球的只有兩個。我們都知道阿姆斯特朗,以及晚他一步登月的巴茲·奧爾德林,不過沒幾個人知道當時也一起上天了的第三個宇航員柯林斯。

阿波羅11號成員,左起:阿姆斯特朗、柯林斯、奧爾德林(NASA)

剛剛提到的前兩種能力——離開地球和在地球著陸的能力,Space X都已擁有。近年來,Space X進行了多次高難度的著陸試驗,甚至還能實現火箭回收,這些都是上世紀70年代的美國宇航局所夢寐以求的本領。然而,這不意味著Space X已經有了征服月球的能力。

問題在哪裡?還是錢。

1963年到1973年間,美國宇航局為了指揮艙花掉了37億美元,而為了登月艙,又花掉了22.4億美元(按照今天的通貨膨脹計算,相當於現在的170億美元)。從數字上就可以直觀地看出,從月球軌道到月球表面,看似是一件小事,但它的難度,並沒有比從地球去到月球軌道簡單多少,甚至可以視作一個完全獨立的項目。如果繞月旅行要2023年才能實現,並且只有億萬富翁才能擁有,那麼商業化、大眾化的登月旅行壓根就還遙遙無期。

Space X的一個發射基地(Space X)

也許有的朋友會有這樣的質疑:半個世紀前人類就已經能夠熟練地登月了,為什麼如今這個設想,漸漸又變得像地平線一樣遙遠了呢?

其實,技術並沒有後退,不過,商業化登月之旅更加艱難,是因為還要考慮一個很重要的因素:人。1969年~1972年間登上過月球的12位宇航員,個個都是萬里挑一的人才,他們的身體、心理素質和知識儲備也都是常人無法企及的。

舉個例子,為了節約成本,當年的登月艙被做得要多小有多小,這些宇航員連座位都沒有,全程只能站著,而且登月艙只有小小的三角形窗戶,視覺效果很差,根本無法飽覽月球風光。登月計劃首席工程師托馬斯·凱利(Thomas Kelly)2012年出版的回憶錄里提到,一開始,他們準備給登月艙設計一個寬大的玻璃窗,還要有舒適的軟座位,不過由於預算問題這些設計都胎死腹中,只能委屈一下宇航員們了。

登月艙內部景象(NASA)

宇航員可以忍一忍,但遊客是委屈不得的,如果要改進旅行體驗,那必須又要極大地提高成本。另外,無論遊客進行再多的事先體檢、培訓鍛煉,他們的身體素質和知識,都不可能比得上精英宇航員們。因此,除了遊客外,還必須要配備醫生和飛船工程師,以備不時之需。這樣算下來,花銷實在是太過驚人,這就是為什麼雄心勃勃的馬斯克也只敢提出繞月的計划了——宇航員們登月,還有撿撿石頭、做做實驗的高尚目的,反正遊客們也只是來過個眼癮,那不如老實地待在軌道上算了。

作者:胖瓜


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