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圍繞月球的太空競賽再起?歐洲的實力與雄心不容忽視

文 | 錢伯彥 陳英

1969年7月20日,美國阿波羅11號飛船第一次將人類帶上了月球。憑借阿波羅計劃,美國在載人探月領域成為毫無疑問的金牌得主——之後的銀牌和銅牌全部空缺。

近年來,隨著以馬斯克的SpaceX、貝索斯的藍色起源(Blue Origin)等初創公司為代表的商業航天模式漸漸崛起,太空探索再次回到大眾視野,這其中首當其衝的就是第二輪探月潮的興起。

在無人探月領域,各國的競爭尤為激烈。作為目前唯三登陸過月球的國家,美國、俄羅斯和中國佔據著前三把交椅,而下一個登月的國家將在以色列和印度之間誕生。

2016年,歐空局科學家宣布開始測試可在太空中使用的3D列印技術,並計劃用該技術建立月球永久基地。圖源:ESA

而一直以來在預算和技術實力上僅次於美國國家航空航天局(NASA)的歐洲太空局卻一直在探月領域鮮有建樹。如今,歐洲人終於決定在該領域有所作為了。1月21日,歐空局宣布與歐洲火箭製造商阿麗亞娜集團

簽訂一份為期一年的合約

,主要內容包括該機構於2025年登上月球的可能性分析以及相關具體規劃,這其中真正令歐空局感興趣的是對月球表岩屑(Regolith,又稱風化層)的研究。

根據歐空局科學家的研究,這些月壤中的風化物質起源於小行星撞擊月面後產生的月岩碎片。由於缺乏大氣層的保護,幾乎整個月面都遭受過小行星的轟擊,表岩屑廣泛分布在月球表面各個區域,其厚度預計在4到5米之間。表岩屑的經濟價值則在於,從這些風化物質中預計可以提取出大量的氫和氧,而這兩種元素正是未來在月面建立長期基地的重要前提之一。

歐洲人希望通過登陸月球解決的另一個問題則是,確定從這些月壤物質中就地生產火箭推進劑的可能性。儘管固體火箭發動機憑借成本優勢吸引了媒體和大眾的關注,但是對運載能力要求嚴苛的大型火箭液體發動機仍然是傳統的氫氧發動機。如果歐空局的構想一切順利,以後月球可以變成未來火星任務的飛船加油站。

據阿麗亞娜集團CEO魯塞爾(Andre Hubert Roussel)透露,定名為Alina的歐空局探月器將由阿麗亞娜64型火箭送入太空。作為阿麗亞娜集團仍在研發的最新款火箭,阿麗亞娜64型火箭擁有四枚固體燃料助推器(即四枚織女星P120火箭的變種),能將12噸的科研設備送入地球同步軌道。

阿麗亞娜集團正在研發阿麗亞娜6型運載火箭(左為阿麗亞娜6型火箭,中為5型火箭)。圖源:Ariana Group

與阿麗亞娜集團一同參與登月項目的,還有德國初創企業PTScientists和比利時公司Space Applications Services,前者將負責登月艙的製造,後者則負責地面控制以及登月器和控制中心之間的通信聯絡。據悉,歐空局此次探月任務特意沒有選擇和NASA或俄羅斯宇航局(Roscosmos)進行合作,所有技術和服務供應商都來自歐洲,100%的歐洲製造被視為是歐洲人在太空時代確保競爭力的關鍵一步。正如歐空局載人航天部門主任大衛·帕克(David Parker)所說:“這次探月任務僅僅是歐空局巨集大規劃的一小部分,歐空局立志在未來數十年內成為世界上航天領域的重量級玩家。”

不過在正式推行2025探月計劃之前,該規劃還需要得到今年11月於塞維利亞舉行的歐空局部長聯席會議Space19+的首肯,後者負責歐空局年度預算的審批。

儘管歐洲人終於提出了自己的探月計劃,但是目前如火如荼的探月大潮和各國之間激烈的競爭很可能不會給歐洲人篤定等到2025年的機會。

早在數年以前,NASA就將“重返月球”設為未來十年內最重要的戰略目標,出於近地空間可能的軍事意義和戰略地位,此舉也得到了川普的大力支持。NASA已經計劃在2021年再次派出探測器登陸月球,儘管NASA決定使用非載人探測器,但依靠私人航天公司來執行該次任務無疑是一大亮點,目前該項目已經吸引了包括SpaceX在內的眾多商業航天企業參與競標。到2024年,NASA還計劃建立月球軌道空間站——Gateway,並以此為基地派遣宇航員登陸月球。不過在此之前,月球還將迎來一位特殊的訪客:2023年,SpaceX計劃將日本億萬富翁前澤友作送上太空。作為第一名太空遊客,他將繞月飛行一周。

作為NASA重返月球戰略的核心一環,環月空間站Gateway將成為NASA載人登月的中繼站。圖源:NASA

除了遙遙領先的美國,曾經的眾多追趕者在月球這個戰場上也漸漸把歐洲人耍在了身後。作為強勢崛起的航天大國,中國早在嫦娥四號登陸月球背面之前,就已經於2018年5月發射了鵲橋號中繼通訊衛星,以保證月球背面和地球的通信順暢。當然這只是中國雄心勃勃的探月計劃的一小部分:根據“三步走”戰略,嫦娥五至八號將於未來數年內陸續發射,以期將月壤樣本帶回地球,並計劃最終於2030年代實現首次載人登月。

同樣對探月滿懷熱情的還有不甘人後的印度。印度總理莫迪早在2018年8月就高調宣布,在印度獨立75周年的2022年,印度兒女將帶著印度三色旗步入太空。儘管印度宇航員早在1984年就已經跟隨前蘇聯的太空項目首次走出地球,但是印度目前仍沒有獨立將宇航員送入太空的實力。在探月領域,憑借俄羅斯人的技術支援,印度於2009年就已發射了“月船1號”(Chandrayaan-1)繞月探測器。而被推遲到今年4月發射的“月船2號”(Chandrayaan-2)按計劃將在月球南極著陸,並帶回土壤樣本。

除此以外,以色列航天機構SpaceIL今年也將發射一枚微型登月探測器,重量僅為585公斤,且發射環節交由SpaceX負責。俄羅斯則計劃在2030年代將宇航員送上月球,並停留14天。據Roskosmos局長德米特裡·羅戈津(Dmitri Rogosin)透露,俄羅斯將會和美國、歐洲以及中國展開合作。

儘管目前在月球任務上毫無建樹,之前對探月任務也缺乏規劃,但是歐空局面對來勢洶洶的後起之秀仍有巨大的技術和經驗優勢。畢竟在航天的明星領域——行星科學和深空探測上,歐空局仍然遙遙領先除美國之外的所有國家。

自1975年成立以來,歐空局探測器的足跡已經遍布了整個內太陽系。1990年,與NASA合作的太陽探測器尤利西斯號(Ulysses)升空,並於接下來的19年間為人類研究太陽風和太陽磁場提供了大量數據;1997年發射的泰坦星(土衛六)探測器惠更斯號(Huygens)更是於2005年登陸泰坦星,成為首個在外太陽系天體登陸的探測器;2005年發射的金星快車號則在其服役的9年時間內研究了濃密的金星大氣,並為解決地球未來溫室效應提供了大量的參考數據;2004年歐空局發射的彗星探測器羅塞塔號(Rosetta)於2014年登陸67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星,為太陽系起源和彗星活動做出了重大貢獻;歐洲人的火星計劃也同樣歷史悠久:2003年發射的火星快車號運行超過15年,並確定了火星兩極存在水冰,2016年發射的火星微量氣體任務衛星(TGO)以及將持續到2022年的火星探測計劃(ExoMars)更是歐洲人在航天領域深厚技術實力的體現。

相比之下,即使是在航天領域突飛猛進的中國,在行星科學和深空探測的成就依然為零。

歐空局目前的行星項目已經涵蓋了木星、土星兩顆巨行星以及整個內太陽系。圖源:ESA

歐洲從來不缺乏獨立運作科研項目的技術實力和資金支持。能夠登陸泰坦星甚至彗星的歐空局,自然也有技術儲備登陸月球。歐洲人所缺乏的,是團結一致的政治立場和堅持不懈的政治意願。歐洲人能夠在日內瓦製造全世界最大的大型強子對撞機,也能夠給全世界展示幾近爛尾的伽利略定位系統。

歐空局的登月計劃,又會是哪種結局?

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