為什么大國(guó)們又開(kāi)始爭(zhēng)奪月球了?
6月2日6時(shí)23分,人類歷史上首個(gè)月背采樣返回探測(cè)器——嫦娥六號(hào)成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū),之后,這枚探測(cè)器將按照計(jì)劃進(jìn)行月背采樣,然后返回。
中國(guó)的“嫦娥六號(hào)”月背探測(cè)器,印度的“月船3號(hào)”月球探測(cè)器,日本的小型月球探測(cè)器SLIM,以及,美國(guó)的登月版星艦……
新一季的人類探月傳奇又開(kāi)始了嗎?
回想上世紀(jì)的60年代,美國(guó)和蘇聯(lián)兩個(gè)超級(jí)大國(guó)開(kāi)展全方位的競(jìng)爭(zhēng),太空成了主戰(zhàn)場(chǎng)之一,月球成了競(jìng)相爭(zhēng)奪的陣地。蘇聯(lián)在1966年首次完成探測(cè)器月表軟著陸,搶占先機(jī);而美國(guó)則在1969年實(shí)現(xiàn)載人登月,登月競(jìng)賽達(dá)到高潮。此后,耗資巨大的月球探測(cè)的政治意義逐漸消失,科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義也不明顯,一場(chǎng)轟轟烈烈的探月競(jìng)賽無(wú)疾而終,月球沉寂,不再是太空探索的焦點(diǎn),幾乎被人類遺忘。
而新世紀(jì)的這一場(chǎng)大國(guó)紛紛入局的月球爭(zhēng)奪戰(zhàn)究竟意味著什么?一場(chǎng)新冷戰(zhàn)又開(kāi)始了嗎?人類能從這次的月球探測(cè)中得到什么?
美國(guó),商業(yè)航天崛起,
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本次的探月潮與60年前的那場(chǎng)探月潮有何區(qū)別?
答案之一,也許可以總結(jié)為:人類對(duì)月球的科學(xué)和資源價(jià)值有了更深入的了解,且人類本身的技術(shù)積累,也到了該走向月球的時(shí)候了。
20世紀(jì)90年代以來(lái),隨著美國(guó)的探測(cè)器在月球上發(fā)現(xiàn)有水存在的證據(jù),科學(xué)界開(kāi)始逐漸認(rèn)識(shí)到月球在揭開(kāi)太陽(yáng)系和地球的起源謎團(tuán)、建設(shè)未來(lái)星際旅行前進(jìn)基地、獲取地球稀缺資源等方面的重要意義。而更為重要的是,今天的人類,從科技實(shí)力到工業(yè)實(shí)力,與60年前相比,都是不可同日而語(yǔ)了。
發(fā)現(xiàn)月球上有水存在的證據(jù)后,美國(guó)重新認(rèn)識(shí)到月球的價(jià)值,決心在探月這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)再次發(fā)力,并制定了雄心勃勃的探月計(jì)劃,希望在新一輪探月熱潮中扮演領(lǐng)導(dǎo)角色。
21世紀(jì)初,美國(guó)提出了重返月球的“星座計(jì)劃”(Constellation program)。但究竟是重返月球,還是前往火星,美國(guó)航天界內(nèi)部存在激烈的爭(zhēng)論。美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬在2010年取消了重返月球的計(jì)劃,強(qiáng)調(diào)前往火星的重要性。特朗普當(dāng)選美國(guó)總統(tǒng)后,為了凸顯與前任總統(tǒng)、民主黨人奧巴馬的不同,把重返月球置于更加重要的位置。
2017年10月,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)正式公布了重返月球的“阿爾忒彌斯計(jì)劃”(Artemis program)。這個(gè)計(jì)劃以希臘神話中太陽(yáng)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(biāo)是航天員重返月球并在月球建立永久基地,為載人登陸火星和更遙遠(yuǎn)的深空探測(cè)任務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)備。
北京時(shí)間2022年9月4日凌晨,阿爾忒彌斯1號(hào)(Artemis I)從美國(guó)肯尼迪航天中心成功發(fā)射升空,邁上奔向月球的旅程。在這次無(wú)人任務(wù)中,NASA測(cè)試了新一代重型火箭太空發(fā)射系統(tǒng)(Space Launch System,SLS),同時(shí)驗(yàn)證執(zhí)行環(huán)繞月球任務(wù)的獵戶座飛船(Orion)的性能和安全性。星座計(jì)劃雖然被取消,但當(dāng)時(shí)研究的飛船被保留下來(lái),就是今天阿爾忒彌斯計(jì)劃中的獵戶座飛船。
在阿爾忒彌斯1號(hào)之后,阿爾忒彌斯2號(hào)原計(jì)劃在2024年發(fā)射,這將是阿爾忒彌斯計(jì)劃中的首次載人飛行,航天員會(huì)搭乘獵戶座飛船環(huán)繞月球。阿爾忒彌斯3號(hào)原計(jì)劃不早于2025年發(fā)射,航天員將在這次任務(wù)中登陸月球。不過(guò),這兩次任務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)分別推遲到2025年9月和2026年9月。
隨著以太空探索公司(SpaceX)為代表的商業(yè)航天公司的崛起,美國(guó)登月計(jì)劃中出現(xiàn)了NASA之外的身影,商業(yè)航天公司的參與也是此次登月與阿波羅計(jì)劃的顯著不同。NASA已經(jīng)選定SpaceX開(kāi)發(fā)的登月版星艦(Starship)作為在阿爾忒彌斯3號(hào)任務(wù)中執(zhí)行載人登月的著陸系統(tǒng),而在競(jìng)標(biāo)階段,藍(lán)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(tǒng)方案。
登月版星艦在月球表面的藝術(shù)想象圖(來(lái)源:SpaceX)
北京時(shí)間2024年2月23日,美國(guó)直覺(jué)機(jī)器公司(Intuitive Machines)的奧德修斯探測(cè)器(Odysseus)成功在月球表面軟著陸并傳回?cái)?shù)據(jù),成為有史以來(lái)第一個(gè)在月球成功著陸的由商業(yè)航天公司開(kāi)發(fā)的探測(cè)器,也是美國(guó)自1972年的阿波羅17號(hào)以來(lái),時(shí)隔半個(gè)多世紀(jì)再次有探測(cè)器在月面著陸。
中國(guó),后來(lái)居上
中國(guó)雖然缺席了第一次探月熱潮,但在綜合國(guó)力不斷提高、空間技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,成功進(jìn)入了第二次探月的賽場(chǎng),并逐漸從跟跑、并跑,發(fā)展到在某些領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)跑。
2004年,探月一期工程立項(xiàng),中國(guó)探月工程(“嫦娥工程”)正式啟動(dòng)。中國(guó)的月球探測(cè)分為三個(gè)階段,分別是無(wú)人月球探測(cè)、載人登月和建立月球基地,而第一個(gè)階段又分為繞月探測(cè)、落月探測(cè)和采樣返回,就是我們常說(shuō)的“繞、落、回”三步走。
20年來(lái),嫦娥工程取得了豐碩成果。嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面軟著陸,嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)月球采樣返回,第一階段的三步走已經(jīng)完美收關(guān)。目前,第二階段和第三階段正在穩(wěn)步推進(jìn):2030年前中國(guó)航天員將登陸月球,2035年在月球南極建成國(guó)際月球科研站基本型。
在嫦娥五號(hào)任務(wù)圓滿成功后,作為嫦娥五號(hào)備份的嫦娥六號(hào)就有了新的使命,并將和嫦娥七號(hào)、嫦娥八號(hào)共同組成中國(guó)探月工程四期:嫦娥六號(hào)執(zhí)行月背采樣返回任務(wù);嫦娥七號(hào)將于2026年前后發(fā)射,開(kāi)展月球南極環(huán)境與資源勘察;嫦娥八號(hào)將于2028年前后發(fā)射,開(kāi)展月球資源原位利用試驗(yàn)。
嫦娥六號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖(來(lái)源:探月和航天工程中心)
2024年5月3日,嫦娥六號(hào)發(fā)射升空,順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功,開(kāi)啟預(yù)計(jì)為期53天的旅程。5月8日,嫦娥六號(hào)成功實(shí)施近月制動(dòng),順利進(jìn)入環(huán)月軌道。此后,嫦娥六號(hào)將在鵲橋二號(hào)中繼星的支持下,擇機(jī)實(shí)施軌道器返回器組合體與著陸器上升器組合體分離,后者將在月球背面的南極—艾特肯盆地著陸,開(kāi)展月球背面采樣返回任務(wù)。這是人類首次實(shí)施月球背面采樣返回任務(wù)。
5月30日,著陸器與上升器組合體和軌道器與返回器組合體實(shí)現(xiàn)在軌分離。
6月2日6時(shí)23分,嫦娥六號(hào)著陸器和上升器組合體在鵲橋二號(hào)中繼星的支持下,成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)。此后,著陸器將正式開(kāi)始持續(xù)約2天的月背采樣任務(wù)。這是人類首次實(shí)施月球背面采樣返回任務(wù)。
國(guó)家航天局在2021年發(fā)布了《國(guó)際月球科研站合作伙伴指南》,指南指出:國(guó)際月球科研站以“和平利用、平等互利、共同發(fā)展”為宗旨,通過(guò)多國(guó)合作,在月球表面和月球軌道共同建設(shè)長(zhǎng)期自主運(yùn)行、短期有人參與,可擴(kuò)展、可維護(hù)的綜合性科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。嫦娥六號(hào)、嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào)是國(guó)際月球科研站基本型建設(shè)階段的重要任務(wù)。
2024年4月24日,在中國(guó)航天日主場(chǎng)活動(dòng)開(kāi)幕式上,國(guó)家航天局發(fā)布了國(guó)際月球科研站概念視頻,展示了月球科研站的未來(lái)場(chǎng)景,介紹了最新相關(guān)合作進(jìn)展,宣布國(guó)際月球科研站新增尼加拉瓜、亞太空間合作組織、阿拉伯天文學(xué)和空間科學(xué)聯(lián)盟3個(gè)合作國(guó)家和機(jī)構(gòu)。
日印俄紛紛加入,
熱火朝天的國(guó)際探月熱潮
在20世紀(jì)60年代的探月熱潮中,只有美蘇兩個(gè)超級(jí)大國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng),其他國(guó)家都只能旁觀。而這一輪探月熱潮的一個(gè)顯著特點(diǎn)是有越來(lái)越多的國(guó)家入局,除了瞄準(zhǔn)載人登月的中美兩國(guó)外,傳統(tǒng)航天大國(guó)俄羅斯以及探月新勢(shì)力印度、日本都在扮演著重要的角色,此外還有更多國(guó)家以不同形式加入。特別是在競(jìng)爭(zhēng)之外,這次探月熱潮中有了更多合作的元素。
中國(guó)在開(kāi)展月球探測(cè)時(shí)秉持著開(kāi)放合作的態(tài)度。在嫦娥六號(hào)上,除了我們國(guó)家的科研儀器外,還搭載了法國(guó)的氡氣探測(cè)儀、歐洲空間局的月表負(fù)離子分析儀、意大利的激光角反射器以及巴基斯坦的立方星。而在今年中國(guó)航天日的主場(chǎng)活動(dòng)中,除了公布國(guó)際月球科研站的最新合作進(jìn)展外,國(guó)家航天局還宣布嫦娥七號(hào)任務(wù)將搭載埃及、巴林、意大利、俄羅斯、瑞士、泰國(guó)、國(guó)際月球天文臺(tái)協(xié)會(huì)等7個(gè)國(guó)家、國(guó)際組織的6臺(tái)載荷共同奔赴月球。
美國(guó)除了實(shí)施阿爾忒彌斯計(jì)劃外,還提出了一個(gè)《阿爾忒彌斯協(xié)定》(Artemis Accords)。2020年5月15日,時(shí)任NASA局長(zhǎng)吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)公布了這個(gè)協(xié)定的內(nèi)容。截至2024年5月底,有40個(gè)國(guó)家簽署了這個(gè)協(xié)定。這些國(guó)家將根據(jù)《阿爾忒彌斯協(xié)定》,與美國(guó)在阿爾忒彌斯計(jì)劃中進(jìn)行合作。
無(wú)論是獨(dú)立開(kāi)展月球探測(cè),還是進(jìn)行國(guó)際合作,新一輪探月熱潮升溫趨勢(shì)明顯。從2023年下半年開(kāi)始,月球變得熱鬧起來(lái),除了嫦娥六號(hào)和奧德修斯探測(cè)器外,俄羅斯、印度和日本也發(fā)射了各自的月球探測(cè)器。
蘇聯(lián)雖然在和美國(guó)的載人登月競(jìng)賽中敗下陣來(lái),但在月球探測(cè)領(lǐng)域也曾取得令人矚目的成績(jī)。蘇聯(lián)解體后,俄羅斯繼承了蘇聯(lián)航天的衣缽,也有意重啟探月行動(dòng),但在綜合國(guó)力顯著下降的背景下,受制于資金缺乏、技術(shù)落伍、人才流失等因素,始終沒(méi)有邁出具有實(shí)質(zhì)性意義的一步。直到“月球-25號(hào)”月球探測(cè)器(Luna-25)在2023年8月11日發(fā)射升空,才打破了蘇聯(lián)/俄羅斯在月球探測(cè)領(lǐng)域近半個(gè)世紀(jì)的斷檔(蘇聯(lián)/俄羅斯的上次月球任務(wù)還是“月球-24號(hào)”于1976年8月18日成功在月球表面著陸,并從月球帶回了土壤樣品)。
“月球-25號(hào)”發(fā)射升空后,經(jīng)過(guò)軌道修正,順利接近月球,還拍攝了月球表面的圖像。8月13日,俄羅斯科學(xué)家就收到了“月球-25號(hào)”在飛往月球的過(guò)程中獲得的首批探測(cè)數(shù)據(jù)。但在8月19日,“月球-25號(hào)”的發(fā)動(dòng)機(jī)工作出現(xiàn)異常,后與地面的通訊中斷。8月20日,俄羅斯國(guó)家航天局宣布,“月球-25號(hào)”墜毀在月球表面,任務(wù)失敗。
幾乎就在“月球-25號(hào)”向月球進(jìn)發(fā)的同時(shí),印度也向月球發(fā)射了探測(cè)器。2023年7月14日,印度“月船3號(hào)”(Chandrayaan-3)發(fā)射升空。在此之前,印度先后在2008年和2019年發(fā)射了“月船1號(hào)”和“月船2號(hào)”,這兩次任務(wù)雖然都沒(méi)有取得完全成功,但都為印度探月積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
北京時(shí)間8月23日20時(shí)34分,“月船3號(hào)”成功在月球表面著陸,印度成為蘇聯(lián)、美國(guó)、中國(guó)之后世界上第四個(gè)在月面實(shí)現(xiàn)軟著陸的國(guó)家,成功邁入“登月俱樂(lè)部”。作為新興航天大國(guó),印度在實(shí)施月球和火星探測(cè)的過(guò)程中逐漸積累起豐富的深空探測(cè)經(jīng)驗(yàn),為接下來(lái)的探測(cè)任務(wù)打下了基礎(chǔ)。在執(zhí)行“月船3號(hào)”計(jì)劃的同時(shí),印度已經(jīng)在籌劃后續(xù)任務(wù),包括“月船4號(hào)”和“月船5號(hào)”。印度計(jì)劃在“月船4號(hào)”任務(wù)中與日本進(jìn)行合作,聯(lián)合開(kāi)展月球極地探測(cè)工作;而在“月船5號(hào)”任務(wù)中,印度將獨(dú)自行動(dòng),同樣把目標(biāo)瞄準(zhǔn)月球的南極地區(qū)。
日本在月球探測(cè)中也不甘落后。21世紀(jì)初以來(lái),日本實(shí)施了一系列月球探測(cè),軌道探測(cè)器月球女神號(hào)傳回了重要的月球數(shù)據(jù)。2023年下半年的奔月熱潮中也有日本的身影。2023年9月7日,日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)的小型月球探測(cè)器SLIM發(fā)射升空,并于東京時(shí)間2024年1月20日成功在月球著陸,日本成為第五個(gè)成功落月的國(guó)家。
除與印度合作外,日本最重要的探月合作伙伴就是美國(guó)。日本此前已經(jīng)參加了美國(guó)主導(dǎo)的阿爾忒彌斯計(jì)劃。根據(jù)美日兩國(guó)達(dá)成的合作協(xié)議,美國(guó)將為日本提供2次登月機(jī)會(huì),而JAXA將與豐田公司合作開(kāi)發(fā)載人加壓月球車,為登月計(jì)劃提供支持。
美國(guó)東部時(shí)間2024年4月10日,日本首相岸田文雄和美國(guó)總統(tǒng)拜登在白宮舉行聯(lián)合新聞發(fā)布會(huì)。拜登在新聞發(fā)布會(huì)上宣布,兩名日本航天員將參加美國(guó)的登月任務(wù),并稱美國(guó)的目標(biāo)是讓其中一人成為“首位登上月球的非美國(guó)人”。
各國(guó)探月動(dòng)力何在?
從某些角度來(lái)看,冷戰(zhàn)時(shí)的登月競(jìng)賽,有點(diǎn)像摸高跳,美蘇兩個(gè)大國(guó)爭(zhēng)相起跳,摸一下目標(biāo)便好,甚至并沒(méi)有真正考慮過(guò)登月能為自己帶來(lái)什么,并計(jì)劃好登月之后要做什么。而今天的登月,更像一場(chǎng)目標(biāo)明確的賽跑,終點(diǎn)就在眼前,大家都有機(jī)會(huì)。而對(duì)于這些踴躍的參與者而言,他們對(duì)于自己的目標(biāo)和到達(dá)終點(diǎn)后的下一步計(jì)劃,都相當(dāng)明確。
今天的各國(guó)選擇主導(dǎo)或者參與月球探測(cè),都有基于本國(guó)情況的多方面考慮。
像美國(guó),NASA就在官網(wǎng)上列舉了5條美國(guó)重返月球的理由:一是對(duì)包括探索火星在內(nèi)的一系列未來(lái)探索計(jì)劃所需的技術(shù)、能力和商業(yè)路徑進(jìn)行驗(yàn)證;二是通過(guò)對(duì)月球的研究來(lái)了解地球、月球和太陽(yáng)系的起源和歷史;三是擴(kuò)大美國(guó)的全球經(jīng)濟(jì)影響力,同時(shí)在月球上建立美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)力并顯示美國(guó)的存在;四是拓寬貿(mào)易和國(guó)際合作伙伴;五是激勵(lì)下一代投身科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)。
這5條理由很有代表性,我們可以從中看到科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、教育等方面的多重意義。在科學(xué)方面,科學(xué)界已經(jīng)達(dá)成共識(shí),研究月球?qū)ξ覀兝斫獾厍蚝吞?yáng)系的起源和演化有著至關(guān)重要的意義。在技術(shù)方面,月球探測(cè)不僅可以如其他航天任務(wù)一樣帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的蓬勃發(fā)展(正如美國(guó)從阿波羅計(jì)劃中獲得的巨大技術(shù)收益),還可以為未來(lái)的火星探測(cè)和更遙遠(yuǎn)的星際旅行進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。在經(jīng)濟(jì)方面,月球儲(chǔ)藏著大量資源,是目前最具開(kāi)采前景的地外寶庫(kù),可能成為地球能源危機(jī)和氣候危機(jī)的解決方案。
不過(guò),即便被注入了更多的實(shí)用考慮,這一輪探月熱潮雖然不再具有20世紀(jì)60年代時(shí)兩個(gè)超級(jí)大國(guó)進(jìn)行全球爭(zhēng)霸的冷戰(zhàn)背景,卻也具有很強(qiáng)的政治意義,“在月球上建立美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)力并顯示美國(guó)的存在”就清晰表達(dá)了這種政治意義。例如,日本加入阿爾忒彌斯計(jì)劃、與美國(guó)開(kāi)展探月合作,既有技術(shù)方面的考量,更是日本鞏固日美同盟、在地緣政治上緊跟美國(guó)的體現(xiàn)。拜登和岸田文雄的聯(lián)合聲明就表示:美國(guó)和日本的合作已經(jīng)延伸到太空,兩國(guó)正在“引領(lǐng)重返月球和太陽(yáng)系探索的道路”。
目前,中、美、俄、印、日等航天大國(guó)在投身月球探測(cè)時(shí),既制定了獨(dú)立的任務(wù),也在尋求同其他國(guó)家的合作。而對(duì)于更多參與中美兩國(guó)主導(dǎo)的探月任務(wù)的國(guó)家來(lái)說(shuō),本身不具備獨(dú)立探測(cè)月球甚至執(zhí)行航天任務(wù)的能力,參與探月的動(dòng)力則主要來(lái)自兩個(gè)方面:一是培養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域的人才,促進(jìn)本國(guó)科技的發(fā)展;二是維護(hù)友好關(guān)系,以科技合作撬動(dòng)更多其他領(lǐng)域的合作。
地球是人類的搖籃,但人類要想實(shí)現(xiàn)未來(lái)的發(fā)展,就必須走出搖籃,探索更廣闊的宇宙。在這條征途上,月球?qū)⑹且蛔锍瘫?。根?jù)目前的計(jì)劃,未來(lái)幾年內(nèi)中美都會(huì)實(shí)現(xiàn)載人登月,月球基地建設(shè)也會(huì)穩(wěn)步推進(jìn)。在國(guó)際局勢(shì)動(dòng)蕩、氣候危機(jī)加劇的背景下,寄托著全人類夢(mèng)想的月球探測(cè),也許可以給出一個(gè)加強(qiáng)合作、共創(chuàng)未來(lái)的范本。
參考文獻(xiàn):(上下滑動(dòng)可瀏覽)