当月球重新热闹起来

稿源: | 作者: 南方人物周刊记者  陈洋 日期: 2022-04-16

“太阳系如此之大,如果每个国家都重复地做着同样的事情,那就太愚蠢了。所以合作、共济、协同一致,才是绝对正确的选择”

SpaceX星际飞船人类着陆器的设计。根据阿耳特弥斯计划, 它将携带美国宇航局的第一批宇航员前往月球表面 图/视觉中国

“在这里,人类完成了对月球的第一次探索,公元1972年12月,愿我们带来的和平精神与全人类同在。”在返回地球前,“阿波罗17号”的宇航员施密特和塞尔南在月球表面留下一块写着这些文字的不锈钢牌匾。半个世纪过去了,登月热潮再次席卷而来。人们依然期盼和平,遗憾的是,和平似乎没有成为激励人类太空探索最强劲的引擎。当前,地球上的地缘政治紧张局面正向外空辐射,为“月球村”的美好想象蒙上了一层迷雾。

 

“我们需要回到那里”

2022年2月11日,位于美国得克萨斯州南部边境小镇博卡奇卡的SpaceX发射场,埃隆·马斯克(Elon Musk)召开了“星舰项目”最新进展发布会。SpaceX是由埃隆·马斯克创立于2002年的太空探索技术公司。SpaceX的投资者包括谷歌母公司Alphabet和富达投资。2021年12月30日,SpaceX宣布完成新一轮超3亿美元股权融资,公司估值达到1000亿美元。

马斯克创立SpaceX的愿景是“为人类购买一份应对生存危机的保险”。“地球迄今约有45亿年历史,但人类尚未成为跨星球生存物种,也不确定留给我们的时间还有多久。”在马斯克看来,要确保人类长期生存,殖民火星至关重要。火星是太阳系中与地球环境最相似的行星,是目前公认的适宜人类居住改造的最佳候选行星。

马斯克估算,要在火星建造一座城市,至少需要运送一百万吨物资。尚在飞行测试阶段的星舰有望超越目前的纪录保持者“土星5号”,成为“人类史上最强大的火箭”。据SpaceX公布的数据,星舰的助推器比“土星5号”高出30英尺(约9米),推力达到1200万磅(5443吨),是后者的两倍以上,有效载荷达150吨。“土星5号”是美国国家航空航天局(NASA)在“阿波罗”和“天空实验室(Skylab)”两项太空计划中使用的运载火箭,是一种可载人的多级可抛式液态燃料火箭,在1967到1972年的航天任务中扮演过重要角色。

然而,要成为跨星球生存物种,除了硬件“强大”,更关键的技术要求在于航天设备可以“完全、快速地重复使用”,以降低发射成本和移居门槛。这是在火星建立一个“自给文明”的前提。

1961年,苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方1号”飞船完成了人类首 次载人太空飞行 图/视觉中国

据公开资料,“土星5号”发射时硬件总重2800吨,而当三名宇航员返回地球时,仅剩下一个5吨重的太空舱。执行阿波罗计划时,“土星5号”的三级火箭,前两级会在分离后落入大海,第三级要么被留在太空,要么会撞上月球。这意味着每次任务都需要重新制造一个“土星5号”。1973年,在将美国首个空间站“天空实验室”发射到地球轨道后,造价高昂的“土星5号”就此退役。

可重复回收的运载火箭是当前世界航天发展的主流方向。SpaceX是其中的佼佼者。据马斯克2月在发布会上的介绍,SpaceX旗下的“猎鹰9号”火箭已成功发射144次,其中有106次完成助推器回收,并实现了83次复飞。而在“星舰计划”中,SpaceX希望将火箭的回收范围从助推器扩大至飞船,以进一步降低发射成本。2021年5月,在经历了数次原型机爆炸后,星舰原型机SN15成功在博卡奇卡发射场完成了10公里高度飞行测试,并成功着陆。

马斯克此前预计,开发“星际飞船”将耗资约50亿美元。2021年4月,他拿到了梦寐以求的订单。NASA宣布将选择SpaceX制造的着陆器来执行“阿尔忒弥斯(Artemis)”登月计划。该机构称,星际飞船系统的成本和货运能力是SpaceX击败蓝色起源(Blue Origin)和Dynetics这两家公司的关键原因。

阿尔忒弥斯是古希腊神话中的月亮女神,是太阳神阿波罗的孪生姐姐。特朗普政府时期,美国提出“阿尔忒弥斯”登月计划。该计划的短期目标是在2024年将第一名女性和有色族裔宇航员送上月球。长远目标是在月球轨道和表面建立前哨基地,为火星探测铺平道路。

2021年4月,在拿到NASA价值29亿美元的合同后,马斯克在推特上写道,“距离人类上一次登上月球,已经将近半个世纪了。这太漫长了,我们需要回到那里。”

 

 

“好吧,他们也是人类”

上一次人类行走在月球表面要追溯到1972年12月。超过70万人观看了这场夜间发射任务。“阿波罗17号”机组的两名航天员乘“挑战者号”登月舱降落在月球陶拉斯-利特罗峡谷地区。

指令长尤金·塞尔南和登月舱驾驶员哈里森·施密特进行了三次总计22小时6分钟的月面活动。任务包括地质考察与取样、布设并开启月面科学实验设备、开展空间飞行实验以及摄影摄像工作。“阿波罗17号”是“阿波罗计划”的第11次载人任务、人类的第6次登月任务,也为阿波罗计划画上了句号。

在攀上登月舱的梯子前,塞尔南通过无线电向地球说了一段话,“我迈出了人类在月球表面的最后一步,即将返回地球,或许要再过一段时间才会回来,但我们相信这不会太久……我们将会带着和平与全人类的希望回到这里。”1973年后,美国不再制造昂贵的“土星5号”运载火箭。塞尔南成为迄今为止“最后一个在月球步行的人”。直到2017年1月去世,他都没能看到人类再度踏上月球。

从1962年9月12日时任美国总统约翰·肯尼迪发表《我们选择去月球》的演讲、鼓励国民支持“阿波罗计划”,到1969年“阿波罗11号”完成首次登月任务,再到1973年太空时代的顶峰过去,不过十年。

肯尼迪曾在国会宣称,美国进入太空的渴望“不受他人努力的支配”。然而,更为普遍的观点认为,美苏冷战深刻地影响了美国的太空政策。1957年,一枚苏联 R-7 洲际弹道导弹成功发射人造卫星“Sputnik-1”。这是世界上首颗人造卫星,也是首个进入地球轨道的人造物体。其成功发射一度在美国国内被比作“技术珍珠港”。1961年,肯尼迪就任总统的那年,苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方1号”飞船完成了人类首次载人太空飞行。

苏联在“太空竞赛”中的阶段性领先推动了“阿波罗计划”的出台。“从根本上讲,阿波罗时代并不是为了登月,而是要在与苏联的零和竞争中彰显美国的全球领导地位。”2019年,在接受Space.com采访时,乔治华盛顿大学艾略特国际事务学院名誉教授约翰·洛格斯登表示。

1969年7月16日,有超过一百万人在佛罗里达肯尼迪发射场附近观看了“阿波罗11号”发射。在全球约六亿人的注视下,尼尔·阿姆斯特朗迈出了“全人类的一大步”。随后,他和奥尔德林在月球表面停留了21小时36分钟,进行了一系列月球表面科学实验,用以探测月球震动、月地距离等。当他们返回地球时,他们收集了47.5 磅(约21.5 公斤)的月球岩石和表岩屑样本。肯尼迪“十年内将人类送上月球,并返回地球”的遗愿得偿。

1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下了人类的第一个脚印 图/视觉中国

就在“阿波罗11号”发射前三天,苏联发射了“月球15号”无人探测器,计划自动获取月球样本并返回地球。虽然“月球15号”率先到达月球轨道,但在下降过程中因故障坠毁。NASA将这两项“平行任务”称作上世纪60年代美苏月球竞赛的高潮。美国赢得了这场高潮的胜利。

“在某些方面,人造卫星和加加林就像是送给NASA的礼物。人们习惯将阿波罗时代浪漫化,但如果没有苏联,这样的黄金时代不会到来。”美国福特汉姆大学太空历史学家阿西夫·西迪奇指出。

长达十余年的太空竞赛成为美苏向世界展示谁拥有更优越的科学、经济和政治体系的博弈场。据1974年NASA公布的数据,阿波罗任务花费了254 亿美元。参考通货膨胀,这一数字放在今天将超过1000亿美元。2021年,《经济学人》一篇关于探月热的评论文章指出其中的“讽刺之处”,“在美国阻止月球变成共产主义世界的努力达到顶峰时,它将超过4%的政府支出用在了一项完全由政府官员运营的、雇有40万工人的计划经济上。”

1972年12月,美国“阿波罗17号”宇航员哈里森·施密特拍摄尤金·塞尔南驾驶月球车 图/视觉中国

“肯尼迪总统的愿望实现了,只是代价过高。”前任NASA艾姆斯研究中心主任汉斯·马克将阿波罗计划称作“一份难以继承的遗产”。1969年9月,美国国旗被插上月表两个月后,尼克松否决了载人登陆火星的计划。因N1火箭屡次失败,苏联同样被迫缩减太空计划规模。两国都开始考虑长期和更具成本效益的目标。

关于这场太空竞赛的落幕,各有说法。部分历史学家认为,随着阿姆斯特朗踏上月球,太空竞赛于1969年7月20日结束。另一种更普遍的观点则将“阿波罗-联盟号测试项目”视作太空竞赛的真正结束。

1970年代初,尼克松与勃列日涅夫政府推行缓和的外交政策,谋求战略稳定。1975年7月15 日,美国和苏联实现了两种不同飞行器的轨道对接。飞跃法国东北部城市梅斯上空时,两位指令长在“联盟号”的舱门处完成了历史性的“太空握手”。

参与任务的美国宇航员Vance Brand曾在2000年的一次采访中回忆,“(在长期冷战的局势下,)最初,我们认为他们会非常有攻击性,他们可能认为我们是怪物。虽然相处短暂,但我们很快对这些同行改观。为什么?你会发现,好吧,他们也是人类。”

那次举世瞩目的交会对接后,苏方指令长、“太空行走第一人”列昂诺夫和美方指令长托马斯·斯塔福德成为挚友。1990年,列昂诺夫在接受采访时说,“如果我们能早点聚在一起,我们可能已经在月球上建立了国际空间站,现在将飞向火星。”

 

 

“月球村”

“阿波罗计划”的目的是尽快到达月球。这一昂贵的计划并未遵循一种可持续的方式,因为后者意味着数十年的渐进式积累,而在太空竞赛的背景下,速度至关重要。开始得轰轰烈烈,过程“激进而冒险”,也难逃戛然而止的命运。

前NASA首席历史学家罗杰·D·劳纽斯在2019年的一次采访中将这场太空竞赛描述为“另一种形式的战争”,“此后我们再也没有遇到过这种情况。”

过去几十年里,NASA的焦点一度在月球、火星、近地小行星间切换。2004年布什政府推出“星座计划”,计划最晚不超过2020年让美国宇航员重返月球。因过度超出预算以及进度严重落后,“星座计划”被继任的奥巴马政府取消,替代战略旨在2025年前将宇航员送往近地小行星,2030年代中期前登陆火星。特朗普时期,“阿尔忒弥斯计划”出台,太空战略的焦点再次回到月球。现任的拜登政府延续了前任的“登月”主张,探月计划迎来了相对稳定的发展阶段。

“我们不会回到月球留下旗帜和脚印,然后再过50年不回去,”美国前宇航局局长吉姆·布里登斯廷认为,重返月球的目标在于创建一个永久性的前哨基地,“以可持续的方式留下来。”月球基地的低重力环境可以用来测试生命支持系统和其他长期外星生活所需的技术,并可能成为航天器燃料的生产基地。

虽然历届总统在短期目标上有差异,但一个共同努力的方向是推进太空探索商业化。2006年,布什政府发布太空政策主张,“在符合国家安全的前提下,最大限度地利用美国的商业太空能力。”奥巴马执政期间,太空商业化的步伐加大,通过向私营公司提供资金,刺激美国商业载人航天发展。参与主体的多元化在一定程度上帮助NASA“用更少的钱做更多的事情”,实现月球经济规模化、可持续化。

2021年,九州云箭“龙云”80吨级液氧甲烷发动机在自主建设 的发动机测试基地完成了整机热试车考核 图/受访者提供

包括SpaceX创始人马斯克、蓝色起源创始人杰夫·贝索斯在内的亿万富翁们成了这场竞赛最活跃的主角。联合国外层空间事务办公室2020年10月公布的数据显示,全球太空经济的总估值超过4000亿美元,其中商业航天占八成左右。未来的商机主要分布在旅游、货运和自然资源开采等领域。

政企交融已成为全球性趋势。从2014年起,中国多部门出台了系列政策明确鼓励和支持商业航天发展。九州云箭创始人兼 CEO 季凤来认为,目前中国航天市场的主体是国有航天及其主导的商业航天,这跟国情、技术基础、创业者背景以及产业成熟度相关。“在国营为主导的大方针下,国营和民营航天企业应发挥各自优势,提高效率,分工合作。通过深入引导,将国家队与民营航天企业拧成一股绳,才能推进中国航天更好更快地发展。”季凤来对《南方人物周刊》说。

在美国空军大学助理教授Svetla Ben-Itzhak看来,虽然私营公司在太空探索方面取得了长足进步,但从全球范围看,短时间内政府在太空事业中仍将处于核心地位,“因为各国政府制定了规则,并提供了大部分资金。”

如果说上一轮太空竞赛的主要参与者是美国和苏联,半个世纪后,新一轮探月热的格局更为多元。接下来的五年里,至少有五个国家制定了登月计划,其中就包括美国、中国、俄罗斯、日本和印度。

除了美俄,目前只有中国具备在月球软着陆的实力。2022年1月,国务院新闻办公室发布《2021中国的航天》白皮书。发布会透露,“十四五”期间,中国将启动一批新的航天重大工程,其中就包括探月工程四期。中国探月工程总设计师吴伟仁在2022年两会期间接受采访时说,探月工程四期计划在月球南极进行几次着陆,并在月球南极建设国际月球科研站。而中国科学院院士、中国航天科技集团一院首席总设计师姜杰也在两会期间透露,新一代载人运载火箭的研制将使中国具备在2030年前载人登陆月球的能力。

吴伟仁表示, “一切工作的核心都是为了空间科学探索和月球资源开发利用。”但两国的登月时间表被部分西方媒体解读为新一轮的“登月竞赛”。

2021年5月19日,NASA局长比尔·纳尔逊发声明祝贺中国成为史上第二个成功登陆火星的国家。“美国与全世界都期待‘祝融’号火星车带给人类对这颗红色星球的全新认知。”他在声明中写道。数小时后,纳尔逊出现在众议院拨款听证会上,挥舞着“祝融号”在火星拍摄的第一张照片。纳尔逊将中国形容为“一个非常激进的竞争对手”,“他们将把人类送上月球。这提醒我们要采取行动了,大力推进载人登月项目。”

除了中国,越来越多的国家也在积极向月球进发。按照之前的计划,俄罗斯将于2022年7月向月球南极地区发送月球25号探测器(Luna 25),这将是1976年以来俄罗斯首次登月。韩国的第一艘月球飞船也计划于2022年8月搭乘SpaceX火箭,并于12月抵达月球轨道。同样计划在8月将着陆器和漫游车送上月球的还有印度。10月,阿联酋的月球车拉希德(Rashid Rover)也将通过日本建造的着陆器和SpaceX的火箭登陆月球。

如果这些计划顺利,2022年,38万公里外的“月球村”将迎来印有各式国旗的机械访客。

“着巡合影”图。2021年6月11日,国家航天局公布了由祝融号 火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合 影”等影像图。首批科学影像图的发布,标志着我国首次火星探测任 务取得圆满成功

 

 

合作与割裂

2019年,时任欧洲航天局局长约翰-迪特里希·韦尔纳在谈到更多的探月参与者时,曾感叹由此萌生的“社群感”。

“探月是一个国家在发展过程中展示和促进科技进步的绝佳方法。在这个过程中,国家可以收获声望和自豪感。这既关乎别人如何看待这个国家,也关乎这个国家如何看待自己。” 在接受《南方人物周刊》采访时,詹姆斯·W·海德这样形容探月背后的意义。海德是美国布朗大学地球、环境与行星科学系荣誉教授。作为国际著名行星科学家,他与中国、俄罗斯和欧洲的研究者保持着密切的沟通与合作。

海德认为,更多国家参与探月热潮非常重要。一个典型的例子是,很多国家都有技术实力在月球上放置地震仪,在不同位置放置地震仪能极大地助益月球研究。“每个国家所处的技术阶段不同,但我们需要调动所有能调动的力量。因为月球是一个很大的地方,有许多基本问题待解。不同国家的不同方法能帮助人类更好地了解月球。月球保存着地球历史中缺失的章节,是理解地球等类地行星的基石。”海德为这轮全球探月潮的到来而激动,但他也强调今时比往日更需要国际合作与协同。

“空间科学是基础研究和技术发展的引擎”,“(但)科学性目标有时会淹没在国家或地区太空项目的诸多现实和政治利益纠缠中。低效率的管理不仅增加成本,还会导致最终无法如愿产出科学突破。”2017年,吴季发表在《自然》的联合署名文章在探讨“如何最大化太空任务的回报”时,就曾鼓励各国将研究性目标放在首位,“有时候目的上的差异会引起关系紧张。”吴季曾担任中国科学院国家空间科学中心主任、“嫦娥一号”和“嫦娥三号”探测器有效载荷总指挥。

2014年,莫斯科,海德(中)佩戴着俄罗斯宇航联合会颁发的 荣誉奖章与俄罗斯科学家合影 图/受访者提供

1966年联合国通过《外层空间条约》,其首条原则规定,外层空间的利用需要为所有国家谋福利,同时不得据为己有。冷战背景下,这部“太空宪法”得以签订的关键原因在于,美苏可以据此限制对方的发展。该条约也是目前公认的外空领域国际法的基石。

半个多世纪过去了,拥有太空探索能力的国家和商业主体越来越多,技术也越来越先进。“宽泛框架式”的既有国际条约和协议正面临日益多样化的挑战。正如联合国秘书长古特雷斯在联合国成立75周年高级别纪念会议上所说,“世界面临的多边挑战过多,但缺乏多边解决办法。”

与上个世纪的“阿波罗计划”不同,美国的“阿尔忒弥斯计划”虽由NASA主导,但参与者包括多家美国商业航天企业及国际合作伙伴。截至2022年3月14日,已有17个国家加入美国的《阿尔忒弥斯协定》。除俄罗斯之外,尚未参与协定的还有同样致力于太空探索的德国、法国、印度及欧洲航天局。受2011年出台的“沃尔夫条款”限制,中国也被排除在外。

在新加坡国立大学法学院研究员、国际空间法研究所的成员Jack Wright Nelson看来,新环境下,各国可能会选择与志同道合的盟友谈判协议,而不是通过联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS)来协商和妥协以达成共识。“(这)最终导致月球在法律层面的‘割裂’,不同国家在不同规则下运作。这将对太空运行的安全产生不利影响,并极大地折损联合太空项目所培养起的国家间的善意和理解。”2020年12月,Nelson为美国国际法学会撰文称。

2021年7月到10月间,SpaceX的“星链”卫星先后两次接近中国空间站。据外交部证实,在此期间,中国航天员正在空间站内执行任务。出于安全考虑,中国空间站采取了紧急避碰措施。“这显示出在太空有可能会发生外交事件,尽管这个案例并不发生在地月空间。”《经济学人》在2022年1月的评论中指出。

不过,在海德看来,最关键的还是协调的能力。“当涉及的国家和企业越来越多,一套单一的规则很难解决所有问题。协调可能发生在国际和机构(如COSPAR)会议上,也可能通过个体或集体规划的描述和沟通,来避免不必要的重复。”海德在接受《南方人物周刊》采访时表示。

美苏太空竞赛落幕后的数十年里,太空任务尚未受到地缘政治冲突的严重影响。如今变数正在袭来,多边协调的意愿和能力正在经历越来越严峻的考验。

2022年2月24日,俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动。美国、欧盟等相继宣布对俄罗斯实施大规模制裁。虽然航天产业也在波及范围内,但NASA表示制裁不会影响两国在国际空间站的合作。3月14日,俄罗斯联邦航天局也承诺,美国航天员范德海将于3月30日与两位俄罗斯航天员一同搭乘俄罗斯“联盟MS-19”号飞船自国际空间站返回地球,“国际空间站成员的安全是最重要的优先事项。”

2021年11月7日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十三号 航天员翟志刚出舱画面 图/新华社

国际空间站于1998年正式建站,主要功能是作为在微重力环境下的研究实验室,研究领域包括生物学、物理学、天文学、地理学、气象学等,由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大合作运转。国际空间站的建成代表了空间探索合作的高峰,表明各国可以在相对不受政治影响下相互合作。该站至今接待过来自19个国家的250多人。国际空间站最初设计的服役期限为2015年,此后延长至2024年。

在2月中旬的一次电视采访中,范德海承认宇航员们“了解世界上正在发生的事情”,大家避免谈论乌克兰问题,仍然作为一个团队工作。截至返回地球,三名宇航员在太空共同工作和生活的时长将达355天。

3月17日,欧洲航天局宣布暂停与俄罗斯国家航天集团合作的火星探测任务(ExoMars)。ExoMars火星车原定于2022年9月搭载火箭发射升空,这是ExoMars的第二个项目,主要目的是探寻火星上是否存在过生命迹象。一旦该计划流产,下一个发射窗口将在2024年。

“太空一直是政治中立的,我们一直希望太空探索可以让全人类团结起来。任何去过那里的人都会告诉你,太空会改变你的思考方式。(从太空看向地球时)国家之间并无界线。”太空前沿基金会(Space Frontier Foundation)总干事Ann Kapusta在接受《卫报》采访时表达了对当前局面的“悲伤和沮丧”。

地缘政治局势正在动摇多年来太空探索领域相对平和的国际合作局势,国际合作框架在合作和割裂这两种洪流中摇摆,而这一趋势带来的蝴蝶效应正在逐渐释放其威力。

2021年8月,在接受《科学美国人》(Scientific American)关于“中美能否在太空领域展开合作”的采访时,海德表示,“太阳系如此之大,如果每个国家都重复地做同样的事情,那就太愚蠢了。所以合作、共济、协同一致,才是绝对正确的选择。”

半年后,当《南方人物周刊》再次把这个问题抛给海德时,他表达了谨慎的乐观。海德目前正在与中国地质科学院的中国同事们一起研究“嫦娥五号”带回的月球样品,“我们与中国同行保持着紧密的科研合作,这将(有助于中美)在未来十年建立起更重要的协同,甚至可能是合作。这取决于国际政治形势和气候。”

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南方人物周刊 2022 第22期 总第720期
出版时间:2022年07月25日
 
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