【科技.未来】各界重返月球 是竞赛还是合作?

撰文: 孔祥威
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联合国预期,全球人口将从2015年的73亿,到2050年时增至97亿,至2100年更达112亿。国际能源署(IEA)去年录得全球能源需求增长率2.1%,是前年的双倍;以现时平均3.4%的全球经济增长计算,该署预计到2040年全球能源需求将比现时多三成,相当于外加一个中国或印度的需求量。

贝索斯上周在美国国家太空学会(National Space Society)国际太空发展会议上便表示,单靠地球容不下这些发展,他在会上更透露了其太空探索公司蓝色起源(Blue Origin)的月球计划。

若我们未来仍留在地球,代价将是停止发展,但我认为这是极差的未来,也不是我的子孙所乐见的。
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贝索斯认为,单靠地球无法容得下人类未来的发展,有必要向月球“进军”。 (视觉中国)

纾缓地球压力

贝索斯认为,要纾缓地球的压力,唯一方法是将重工业搬到太阳能充沛的太空基地:“地球不是一个做重工业的好地方,现阶段放在地球做是因为对我们来说很方便,但在不久将来,我说的是数十或一百年内,很多现时在地球做的事,会愈来愈容易在太空进行,因为那里会有很多能量。”

已故物理学权威霍金(Stephen Hawking)有类似的想法。他在去年6月的斯坦梅斯节(Starmus Festival)科学聚会中,透过录像发表“人类未来”演说,列举了诸如冰山融化、动物灭绝、自然资源日渐稀少等地球问题,认为人类应为200至500年后离开地球作准备。因此他鼓励各国合力在30年内兴建月球基地,然后再花15年尝试到达火星。

太空探索重要事件

昔日太空竞赛 只为一步登月

人类对太空及月球探索始于美苏冷战时期,最早执行的月球任务和技术突破,基本上都离不开这两个国家。虽然苏联一度有领先优势,但美国太空人岩士唐(Neil Armstrong)在1969年成为首位踏足月球的人类,令美国后来居上,胜出了这场太空竞赛。(上表)

美国当年虽然抢先登陆月球,但一味求快,未有为探索月球做好长远规划。(Getty Images)

然而,美国在这场竞赛中只是一味求快,美国太空总署(NASA)的官网也表明:“肯尼迪总统送人类到月球的计划,最大动力是政治而不是科研。”月球数据初创公司Lunar Station Corporation(LSC)的总裁迪威特(Blair DeWitt)补充,美国当日只为找出最快让人类登陆月球表面的方法,没有为日后的太空任务建立清晰、可持续的路向:“这个不正常的市场架构,没有为持续往月球运输装备、物料和人建立供应链。”

在岩士唐登月带来的国家荣耀过后,美国对太空竞赛的热情逐渐退却,将资源转移到应付越战之上,加上冷战在1991年苏联解体后告终,自阿波罗计划1972年终止以来,再没有人类登陆过月球,各国的月球任务也大幅减少。

返月球还是往火星?

在岩士唐登月带来的国家荣耀过后,美国对太空竞赛的热情逐渐退却,将资源转移到应付越战之上,加上冷战在1991年苏联解体后告终,自阿波罗计划1972年终止以来,再没有人类登陆过月球,各国的月球任务也大幅减少。

在特朗普和贝索斯之前,美国于2004年曾打算重返月球。2003年“哥伦比亚”号穿梭机解体后,时任美国总统小布什命令NASA把穿梭机分批全部退役,转而兴建新的火箭和太空船,以2020年重返月球、兴建太空基地,以及长远登陆火星为目标。NASA为此筹备了星座计划(Constellation Program),惟奥巴马上任后认为成本过高,2010年取消计划,让NASA的目标由月球转到小行星,只保留2030年代踏足火星的目标。

特朗普上台后下令重返月球,民众反应两极。前太空人凯利(Scott Kelly)便认为,NASA资源有限,重返月球倒不如直接前往火星。贝索斯则认为应该如其座右铭一样“进取地按部就班”(Gradatim Ferociter,拉丁文):

我不喜欢一步登天,我经常觉得不建立月球基地就前往火星,就会像当年的阿波罗计划般无疾而终。
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扬言2024年前往火星的太空探索技术公司SpaceX创办人马斯克(Elon Musk),也曾公开呼吁建立月球基地。他在去年的国际太空大会(International Astronautical Congress)前夕,在Instagram发布了一张标题为《Moon Base Alpha》合成照,相中几支火箭停泊于月球表面。可见,即使以火星为目标,月球仍有作为踏脚石的重要角色。

资源丰富 引发深索潮

在探月气氛相对低调的1990年代,反而在科学上有重大进展。NASA先后派送两艘无人太空船“克莱门蒂”号(Clementine)和“月球探勘者”号(Lunar Prospector)到月球,发现月球两极长年阴影区域存在水冰的证据,让科学家重燃对月球探索的兴趣。一些太空探索后进国也发展迅速,逐渐开发出探月技术,诸如日本的“辉夜姬”号(Kaguya)和印度的“月船1”号(Chandrayaan-1),自2000年代末带来各种新发现,让月球探索渐趋热闹。此外,现时在月球上探测到多种矿物,当中蕴藏量丰富的氦-3(Helium-3),是一种地球上罕见的氦同位素,或可作为核聚变燃料,各国纷纷表现出挖掘的兴趣。

贝索斯形容,月球“就像有人早已为我们设置好”。月球地理位置方便,从地球坐火箭只需几天便能到达,其蕴藏的资源或可转化为饮用水、空气及火箭补给燃料,以返回地球、通往火星或宇宙更远之处。事实上,远在贝索斯大谈月球计划前,多个国家已早订下了月球任务和兴建月球基地的计划。

月球基地建造计划
机构/公司 计划
美国太空总署(NASA)

曾在2005年制订星座计划(Constellation Program),计划2020年重新送太空人到月球,2025年建造月球基地,惟因成本过高而于2010年取消。现正与ESA、Roscosmos、JAXA及加拿大太空局合作,预计2020年在月球轨道上兴建前哨基地Deep Space Gateway,以监察月球表面或作为往火星的中转站

俄罗斯太空总署(Roscosmos)

去年曾预计2030年兴建月球基地,将以研发中的Angara-A5V重型火箭,把月球基地组件分六次运到月球组装, 并由月球其中一极的能源站支援。初期先派2至4个太空人到基地,长远增至最多12人。

本年3月总统普京(Vladimir Putin)透露俄罗斯将于2019年尝试登陆月球南极,测试2023年兴建月球基地的可能性,预计2040或2050年代落成

欧洲太空总署(ESA) 2016年宣布计划在2030年建造“月球村”基地,以便开展一系列太空人与机械人合作的任务。该署将于2022年起派遣太空人往来地球和月球以作测试,其中之一是与Roscosmos合作,在2020年把俄罗斯的“月球27”号登月器送上月球,到月球南极收集泥土样本
中国国家航天局

中国探月工程的“嫦娥五”号预计于2019年发射,在月球表面登陆并带回岩石和土壤样本。中国航天科技集团五院党委书记赵小津透露,中国希望于2025年开始兴建月球基地,2030年前实现载人登月

日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)

曾于2010年规划机械人登月计划大纲,2015年展开月球探索,2020年在月球南极建造成本达20亿美元的机械人月球基地,最后因预算问题而取消。预计2019年展开日本首个月球表面无人探测任务SLIM,并准备2030年送太空人到月球,并着手建造月球基地
美国私人太空公司Blue Origin 正与NASA及ESA商讨合作,计划未来在月球兴建基地作重工业之用,未有具体时间表,预计至少要在2020年,待其研发中的Blue Moon登陆器和New Glenn火箭完成测试
美国太空探索技术公司SpaceX

现正专注研发更大型的火箭BFR,以作火星殖民之用,预计2022年先送两架运货火箭,2024年再载人登陆。计划一部分是在月球兴建基地Moon Base Alpha作燃料补给站,惟未有确实日程

由日本团队HAKUTO研发的月球车SORATO,最终无法夺得Lunar XPRIZE,不过HAKUTO与好些落败队伍仍会继续开发月球应用。(视觉中国)

国家势力以外,Google于2007年9月设立的月球大奖(Lunar XPRIZE),也促使私人公司参与重返月球。任何私人公司的月球车,只要在限期内成功登陆月球,能够行走500米,并拍片拍照传回地球,即可获2,000万美元奖金。比赛限期再三延后至本年3月底,仍未有公司能在限期内达标夺奖,但部分参赛队伍仍计划于未来推出月球应用设备。例如美国初创公司Moon Express和Astrobotic将分别推出在月球挖矿和运输用的月球车;德国的PT Scientists将联同电讯商Vodafone和诺基亚(Nokia),在月球建立4G通讯网络。

太空探索非零和游戏

贝索斯虽然扬言,即使NASA和欧洲太空总署(ESA)不参与合作计划,Blue Origin仍会自行继续,但他亦认为,单凭一己之力难以完成月球基地。有舆论将重返月球视为国与国之间、或SpaceX与Blue Origin之间新一波的太空竞赛,但贝索斯不认同:“这不会只靠某一间公司就做到,需要数以千计的公司在未来数十年通力合作。常见的一大问题在于人们经常以运动竞赛比喻商业,以为会有两家公司竞争,一胜一败。但商业不像运动,这不是零和游戏。很多时会有多个赢家,就像互联网,数以千计不同大小规模的公司取得了成功。”

欧洲太空总署2016年提出“月球村”的概念,让各国和太空公司合作打造月球基地。(视觉中国)

事实上,ESA在2016年便提出“月球村”(moon village)的概念,让各国和太空公司彼此合作。计划中的月球村选址月球南极,以减低宇宙辐射,会先以月球车搭建充气帐蓬,再利用月球的水、金属和矿物,3D打印出建筑材料,在帐篷之外加固成建筑物。ESA总监韦尔纳(Jan Wörner)解释,月球村的好处是初期毋须太多支出,只需不同国家或太空公司按各自的任务或技术专长投入计划,并聚集起来,情况就好像国际太空站内各国之间的协作。贝索斯认为,这种“村落邻里”有助交流、善后或应急,届时,借氧气会变得像向邻居借蛋一样。

不过,要让这些各界在月球探索上得以百花齐放,贝索斯认为有一个技术门槛必需降低,详见另文《降低升空成本 贝索斯要太空探索遍地开花》。

上文节录自第114期《香港01》周报(2018年6月4日)《重返月球 从竞赛到合作》。

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