2030年後月球南極很熱鬧:盤點中美俄歐月球基地計劃
2019年07月24日08:33

  自阿姆斯特朗走出“人類的一大步”後,地球人的登月史上並未增添足夠輝煌的新篇章。隨著阿波羅計劃的最後一次任務在1972年落幕,宇航員與月球的緣分更是被暫時塵封。

  近日,隨著美國國家航空航天局(NASA)高調慶祝阿波羅11號登月50週年,多個國家月球基地計劃的細節相繼浮出水面。這次,人類將不再滿足於蜻蜓點水的逗留,誌在發展真正的月球據點。

  在選址問題上,各國紛紛瞄準人類從未涉足的月球南極:這裏有豐富的水資源,可以產生氫氣和氧氣;這裏長期黑暗,減少宇宙和太陽輻射的傷害;這裏遭遇微小隕石和極端溫度的風險也更小。

  至於月球基地的具體怎麼建設,一個熱門思路是開採月球本地資源,在機器人的幫助下進行3D打印。

  既然英雄所見略同,未來“月球村”競爭與合作並存的國際合作已現雛形。美國計劃重點打造的“深空門戶”月球軌道中轉站已經吸引了歐、俄、日、加等國,而中國已與歐洲和俄羅斯航天局達成初步合作意向,聯合論證國際月球科研站。

  從遠景來看,中國目前透露的計劃較為務實和保守,著眼於機器人長期駐守、宇航員短暫停留的基地,主要目的是科學研究。未來條件成熟時才會考慮宇航員長期居住。

  美國和歐洲則希望以月球基地為跳板和試驗場,劍指火星和更遙遠的深空。只是,NASA在特朗普明確的政治口號下排出了詳細而密集的時間表,囊中羞澀的ESA則停留在概念的層面,呼籲國際合作的達成。

  美國:借助“深空門戶”擺渡

  7月20日是阿波羅11號登月的紀念日,NASA選在這一天公佈了“阿爾忒彌斯”計劃的正式LOGO。阿爾忒彌斯是古希臘神話中的月亮女神兼狩獵女神,太陽神阿波羅的孿生姐姐。此名的寓意,無疑是要阿爾忒彌斯計劃接棒阿波羅計劃的探月之路,併發揮荒野開拓的精神。

  根絕NASA官網上的時間表,阿爾忒彌斯計劃將在2024年前讓宇航員重返月球,史上第一位登月的女性也會從中誕生。登陸地點選在月球南極。

  隨後,在2028年前,NASA會在月球上建設一個可持續的人類據點,用以發現新科學、展示先進技術,並鼓勵私人企業發展月球經濟。

  阿爾忒彌斯計劃的第一大特點是給登陸火星做鋪墊。自特朗普喊出“重返月球”的口號開始,月球在NASA的藍圖中就已經是路徑,而非目標。這一點也明確地體現在阿爾忒彌斯計劃的LOGO中:代表 “阿爾忒彌斯”的銀色“A”字母形如狩獵的箭頭,紅色的火箭軌跡從藍色的地平線出發,一直衝向月球。但月球並不位於A的箭頭頂點。女神張弓瞄準了更遠的目標。

“阿爾忒彌斯”計劃的正式LOGO
“阿爾忒彌斯”計劃的正式LOGO

  第二大特點則是以漂在月球軌道上的“深空門戶”作為中轉站。NASA計劃在月球軌道上設計一座小型的飛船,距離地球約25萬英里,作為探月的中轉站。

  目前,俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、歐洲航天局(ESA)、加拿大航天局(CSA)等機構都明確表示考慮加入該計劃。

  2022年,首批光組件會由商業火箭運抵“深空門戶”,提供太陽能發電、推進和通信系統。

  小型艙和人類登陸系統則分別在2023年和2024年運達。至此,“深空門戶”已經具有擺渡功能。

“深空門戶”,前往火星的跳板
“深空門戶”,前往火星的跳板

  2024年,阿爾忒彌斯3號的宇航員將成為首批經“深空門戶”過渡後登月的人類。隨後,NASA及其合作國家的宇航員會頻繁往返月球軌道和月球表面,在月球車和機器人的幫助下充分開發月球本身的資源,通過3D打印等方式在月球上建造可持續的據點。

  目前進展

  美國副總統彭斯在7月21日宣佈,用於阿爾忒彌斯計劃首次任務的獵戶座乘員艙已經準備就緒。此外,委託歐洲空客公司建造的服務艙也已運抵美國,等待與乘員艙接合。無人的阿爾忒彌斯1號定於2020年在甘迺迪中心的39B發射台發射。唯一能承載這一重任的,是NASA寄予厚望但研發一再受挫的新一代超重型火箭SLS。

  計劃在2022年發射的阿爾忒彌斯2號將開始搭載宇航員,並採取和1號不同的路徑抵達月球軌道。

  中國:長期基礎科研平台

  一邊是古希臘的“阿爾忒彌斯”,另一邊中國也有自己的月亮女神“嫦娥”。7月19日,中科院國家天文台副台長、月球與深空探測研究部主任李春來等在國際頂級學術期刊《科學》上發文闡述了中國探月工程的現狀和未來。文章提到,繼嫦娥工程“繞、落、回”三期任務的啟動與實施之後,2015年中國提出了2030年前將開展“勘、建、用”的後續任務規劃。“勘”,勘察月球環境和資源;“建”,建立長期基礎科研平台;“用”,開採可利用資源技術驗證。

嫦娥四號  中新網 資料圖
嫦娥四號 中新網 資料圖

  在具體時間表上,中國初步規劃了2030年前在月球南極地區開展嫦娥六號月球樣品自動采樣返回,嫦娥七號月球極區環境與資源綜合勘查、嫦娥八號驗證月面“3D打印”房子等關鍵技術等三次任務,建成具備科學探測、科研試驗和資源利用技術驗證的綜合功能月球機器人科研站,完成月球資源開採和利用、生物再生生命保障等技術驗證。

  2030年後中國後續月球探測將繼續朝著機器人探測和載人探測兩個方向發展。出於技術跨度、火箭選型、經濟可承受性、效費比等方面因素考慮,機器人探測將成為後續月球探測任務的首要發展方向,通過深化月球科學探測並驗證資源開發與利用、生物再生生命保障等技術,最終實現機器人長期駐留工作、短期可容納宇航員造訪的月球基地。

  在未來條件成熟時,將向載人探測方向的發展,實現載人登月,最終實現可容納人類宇航員長期駐留的月球基地。

  國際聯合論證

  7月22日,中國國家航天局副局長吳豔華在珠海舉行的第四屆月球與深空探測國際會議上表示,經過與俄羅斯、歐洲航天局以及其他國際同行的充分交流,正在提出國際月球科研站的合作倡議。

  據介紹,中國將以探月工程四期為基礎,與國際上已經提出的探月計劃展開合作,共同開展國際月球科研站論證工作,評估長壽命、長時間在月球工作的問題。

  國際月球科研站建成後,將為月球起源與演化、月球表面環境、宇宙起源與演化、地球宏觀特徵演變等關鍵科學問題研究提供支援。

  中國國家航天局探月與航天工程中心副主任裴照宇表示,將成立國際月球科研站政府間協調委員會,並組建國際科學家聯合研究團隊和國際聯合規劃論證團隊,通過2-3年的共同工作,形成國際月球科研站建設方案。

  歐洲:邀請中國共建月球村

  歐洲航天局局長揚·韋爾納早在2015年走馬上任時就迫不及待地拋出了“月球村”的概念。相比起一個具體的計劃,“月球村”更像是歐空局對未來國際航天合作理念的寄託。

  據韋爾納描述,月球村既不是一個單一的項目,也無明確的時間表,而是一個開放性架構的願景,一個國際社區的倡議。它的關鍵元素不是房屋、商店和社區中心這些細節,而是共享利益和能力的社區。

  在此種情景中,月球村向所有國家和群體開放,機器人和宇航員都被需要。月球村中不僅有科技活動,還有採礦業和旅遊業。

  韋爾納進一步暢想人類未來會探索太陽系中更遠的空間,月球村可因此是個完美的跳板和試驗地。比例,在月背上放置射電望遠鏡,在不受人類信號干擾的情況下觀測深空。也可以利用月球當地資源開發3D打印。

  韋爾納隨後在2016年訪華時邀請中國共建“月球村”。 “太空無邊界,所有人都可以作出自己的貢獻。對於中國來說,現在就可以開始行動。”韋爾納說道。

  他同時表示,月球村的地點選在月球南極,可能在2030年前投入使用。

  俄羅斯:2034年啟動建設

  根據2018年年底披露的一份俄羅斯航天國家集團公司與俄羅斯科學院學部委員會太空聯合會議的決議草案,俄羅斯計劃在2036年至2040年期間在月球上建成一個全方位的基地,並在基地周圍建造戰略天文台,用於射電天文學、宇宙線研究和其他任務。

  該基地計劃部署在月球南極地區,未來的宇宙飛船和升降艙將在對接“深空門戶” 後登陸。

  當然,俄羅斯首先要完成載人登月的目標。從具體的時間表上看,俄羅斯預計將於2031年完成首次載人登陸月球;2032年將一個能夠搭乘航天員的重型月球車送抵月球,並將第二批航天員送上去負責測試月球車;2033年令航天員乘坐月球車完成長距離行駛,開展科學研究和測試;2034年著手建立首個月球基地;2035年繼續施工。

  消息人士稱,基地建設將以月球塵埃或風化層作為原料進行3D打印,大部分工作由機器人完成。

  今年6月,俄羅斯航天局局長德米特里羅戈津稱已邀請中國合作夥伴共同參與建立月球站和地球遙感等項目。

  目前,中俄已經在研發探月所需的重載火箭上達成了合作。俄羅斯計劃在2023年發射的“月球-26”號軌道探測器也會與中國未來的嫦娥七號聯合實施任務,可能擔當嫦娥七號的中繼站。

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