英國(guó)航天不爭(zhēng)面子爭(zhēng)英鎊，2021年竟向月球發(fā)射四只腳的“蜘蛛人” | 黑科技拆解
昨日凌晨，在海南文昌嫦娥五號(hào)成功發(fā)射升空，如果進(jìn)展順利，中國(guó)將成為第三個(gè)國(guó)家能從月球“挖土”的國(guó)家。事實(shí)上，英國(guó)也正在躍躍欲試，他們研發(fā)的登月機(jī)器人充滿了英國(guó)式的幽默，打破常規(guī)的登月機(jī)器人造型，沒(méi)有輪子只有腿，酷似蜘蛛。之所以這樣設(shè)計(jì)是希望它能鉆進(jìn)月球的熔巖洞，為未來(lái)人類在月球熔巖洞之下建設(shè)永久基地做準(zhǔn)備。為什么要在月球的地下建人類的永久基地，主要是月球的地表晚上極冷，白天極熱，熔巖洞的溫度保持在零下20度左右，跟我國(guó)東北冬天氣溫差不多。
責(zé)編 | 葉水送
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昨日，嫦娥五號(hào)升空，探夢(mèng)星空，如果最終完滿成功，從月球上取得樣本，再返回地球，就將標(biāo)志著中國(guó)探月工程“繞、落、回”戰(zhàn)略完美收官。這也將是中國(guó)參與世界科技競(jìng)爭(zhēng)的超強(qiáng)執(zhí)行力的體現(xiàn)。
隨著蘇俄的衰落，中國(guó)隱隱地成為與美國(guó)并駕齊驅(qū)的航天大國(guó)。
但有一個(gè)科技強(qiáng)國(guó)，一直在航天領(lǐng)域存在感不強(qiáng)，也正在發(fā)力探月了。
這個(gè)國(guó)家就是英國(guó)。
英國(guó)探月活動(dòng)與航天傳統(tǒng)大玩家美中歐相比，頗有自己的特色——民營(yíng)公司主導(dǎo)。
現(xiàn)在，我們一起了解一下英國(guó)即將開展的探月活動(dòng)——蜘蛛月球車和月球通信衛(wèi)星。
2021年7月，英國(guó)將發(fā)射本國(guó)第一臺(tái)月球車，將成為繼美俄中之后，第四個(gè)完成此成就的國(guó)家。英國(guó)的月球車將是史上最輕的月球車，僅1.5公斤。重量還不是英國(guó)月球車最大的特點(diǎn)，最大的特點(diǎn)是沒(méi)有輪子，而是有四條腿，外形酷似蜘蛛。
英國(guó)月球車——朝蜘蛛（Asagumo）。圖源Spacebit官網(wǎng)。
英國(guó)這款月球車是2014年才成立的私營(yíng)公司Spacebit開發(fā)的，被命名為Asagumo，這是一個(gè)日語(yǔ)詞匯（朝の蜘蛛），意思是早晨的蜘蛛。在日本文化里，早晨遇到蜘蛛會(huì)有好運(yùn)，就像我們中國(guó)人見到喜鵲。
月球表面其實(shí)不適合有腿的機(jī)器人，因?yàn)樵虑虮砻媸且粚訋r石碎屑，深度2—20米，腿可能會(huì)陷進(jìn)去。另外，巖屑可能會(huì)卡住腿上的鉸鏈。
這款名為朝蜘蛛的月球車不是為了月球表面瞎轉(zhuǎn)悠，而是為了鉆洞，即月球的地下熔巖洞。
月球曾經(jīng)有一個(gè)火山活躍的時(shí)期，火山噴發(fā)的熔巖在流動(dòng)過(guò)程中，頂層逐漸冷卻，成為堅(jiān)硬的巖石，等下面的熔巖流干或凝固，便形成了熔巖洞。熔巖洞地面沒(méi)有巖屑，而滿是大大小小的巖石，崎嶇不平，很適合長(zhǎng)腿的月球車攀上爬下。
英國(guó)為什么要“朝蜘蛛”號(hào)月球車鉆熔巖洞？
圖為地球上的熔巖洞，月亮上也有類似的熔巖洞，適合做未來(lái)的月球基地。圖源：夏威夷沙奇旅行社。
科學(xué)家可以通過(guò)蜘蛛號(hào)月球車發(fā)回的照片增進(jìn)我們對(duì)月球熔巖洞的理解。
更重要的是，英國(guó)人有更遠(yuǎn)大的目標(biāo)——建立人居月球基地。月球基地最適合建在熔巖洞里。
人處于月球表面上將面臨各種極端危險(xiǎn)的事物：宇宙射線、太陽(yáng)輻射、隕石等。月球上本身自然環(huán)境就極其惡劣，尤其是溫度，白天近120℃，晚上零下180℃，晝夜溫差近300℃。在這里，我們要對(duì)地球的大氣層和地磁場(chǎng)致以深深的謝意。
而熔巖洞里是一個(gè)較為正常的生活環(huán)境。各種輻射和隕石被遮擋，溫度保持在-20℃，與東北的冬天差不多。
住在熔巖洞里是不是太擁擠了？畢竟人要穿著宇航服，還有各種儀器設(shè)備。
月球地下40米直徑300米以上的熔巖洞不少見。2017年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)超大熔巖洞能把貴陽(yáng)市區(qū)裝進(jìn)去?；鹦巧弦灿信c月球上熔巖洞類似大小的熔巖洞。
英國(guó)人還洞察到了探月行業(yè)一個(gè)市場(chǎng)痛點(diǎn)：深空通信。
過(guò)去，探月航天都要攜帶高功率的無(wú)線電發(fā)射機(jī)，以向地球發(fā)射信號(hào)。
英國(guó)打算發(fā)射繞著月球轉(zhuǎn)的通信衛(wèi)星，稱為月球探路者（Lunar Pathfinder），以后探月，不管是向月球發(fā)射著陸器、月球車還是軌道器（即月球人造衛(wèi)星），可以向月球探路者發(fā)送信號(hào)，月球探路者再將信號(hào)發(fā)送給地球。探月航天不必再攜帶笨重昂貴的發(fā)射機(jī)了。
月球探路者（Lunar Pathfinder）衛(wèi)星。圖源goonhilly網(wǎng)站。
月球探路者衛(wèi)星將由英國(guó)的薩里衛(wèi)星科技公司（Surrey Satellite Technology Limited）研制，并已經(jīng)有了第一個(gè)客戶——?dú)W洲航天局（英文：European Space Agency，也稱歐洲空間局）。
月球探路者計(jì)劃于2023年發(fā)射升空。成功之后，下一步計(jì)劃是發(fā)射更多月球衛(wèi)星，組建一個(gè)月球版GPS。
月球探路者下一個(gè)大客戶有望是美國(guó)NASA。美國(guó)計(jì)劃2024年送宇航員重返月球，時(shí)間緊，任務(wù)重。美國(guó)將登陸器外包給工業(yè)界，英國(guó)正緊鑼密鼓地行動(dòng)，力爭(zhēng)拿下地月通信服務(wù)大單。
雖然才兩個(gè)客戶，但英國(guó)人對(duì)月球探路者的商業(yè)前景充滿樂(lè)觀。越來(lái)越多的私營(yíng)公司將涌入探月航天行業(yè)，直接購(gòu)買通信服務(wù)是他們非常劃算的選擇。
英國(guó)這兩個(gè)探月項(xiàng)目都由私營(yíng)公司捉刀，這樣做省錢。
經(jīng)濟(jì)算計(jì)是英國(guó)航天的傳統(tǒng)。
英國(guó)航天力量貌似不顯眼，其實(shí)它們起步很早，二戰(zhàn)期間便研究繳獲自納粹的火箭。不過(guò)，英國(guó)一直不舍得在火箭上面花錢，1960年代英國(guó)還是開發(fā)了黑箭運(yùn)載火箭。這款火箭在1971年進(jìn)行了第一次成功發(fā)射，也是最后一次發(fā)射。英國(guó)成為位于中國(guó)之后世界上第六個(gè)能自主發(fā)射運(yùn)載火箭的國(guó)家。隨后，英國(guó)將黑箭火箭送入了博物館，放棄了火箭事業(yè)，成為第一個(gè)自主掌握火箭發(fā)射技術(shù)但棄之不用的國(guó)家。原因就是太費(fèi)錢，并無(wú)利可圖。
倫敦科學(xué)博物館展覽的黑箭運(yùn)載火箭。圖源visiblelandscape.com。
英國(guó)不搞火箭了，國(guó)家在航天上的投入也不起眼，但是英國(guó)的航天產(chǎn)業(yè)依然強(qiáng)勁，2015年的產(chǎn)值近140億英鎊。英國(guó)是小衛(wèi)星第一大國(guó)，生產(chǎn)了全球44%的小衛(wèi)星。
真是妥妥地悶聲發(fā)大財(cái)！
近年來(lái)，商業(yè)航天成為一個(gè)新興的蓬勃發(fā)展的行業(yè)，英國(guó)又入場(chǎng)了。
英國(guó)航天局（UK Space Agency）的Logo。圖源：英國(guó)航天局官網(wǎng)。
2010年，英國(guó)組建英國(guó)航天局（UK Space Agency），協(xié)調(diào)全英航天事業(yè)。如何協(xié)調(diào)？
從英國(guó)航天局出臺(tái)大部頭規(guī)劃和戰(zhàn)略文件，如《航天創(chuàng)新與增長(zhǎng)戰(zhàn)略2010-2030，2014-2030》（Space IGS）、國(guó)家航天政策，可看出協(xié)調(diào)的目標(biāo)是增加產(chǎn)值、創(chuàng)造就業(yè)、改善私營(yíng)企業(yè)的營(yíng)商環(huán)境，提高英國(guó)在世界航天市場(chǎng)上的占有率等。
英國(guó)的航天任務(wù)不爭(zhēng)面子，爭(zhēng)英鎊。
回歸到國(guó)內(nèi)，中國(guó)是當(dāng)之無(wú)愧的航天大國(guó)和強(qiáng)國(guó)，但民營(yíng)航天相對(duì)還非常弱小。隨著商業(yè)航天的市場(chǎng)前景越來(lái)越明朗，私營(yíng)航天巨頭開始展露崢嶸（如Space X、維珍銀河、藍(lán)色原點(diǎn)等），中國(guó)也應(yīng)著力為民營(yíng)航天業(yè)創(chuàng)造更好的市場(chǎng)條件。
中國(guó)首枚民營(yíng)軌道級(jí)運(yùn)載火箭長(zhǎng)安歐尚號(hào)首射入軌。
中國(guó)民營(yíng)航天也已嶄露頭角。2015年，一批知名民營(yíng)航天企業(yè)成立。2016年，第一顆民營(yíng)航天公司研制的衛(wèi)星成功升空。2019年，民營(yíng)公司火箭第一次成功將載荷發(fā)射入軌。
中國(guó)政府層面戰(zhàn)略的超強(qiáng)執(zhí)行力，輔之以市場(chǎng)的高效率，航天事業(yè)必有另一番天地。
