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载人登月停滞多年,人类何时重返月球?

科普小知识 2022-07-28 14:04:18
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1969年,美国东部时间7月20日22时56分,美国宇航员阿姆斯特朗爬下第9个坡道。当他穿着9号半靴子登上月球表面时,他说了人类航天史上的一句名言:“这对于个人来说是一小步,但对于人类来说却是一大步。”

然后他在世界各地观看了5亿电视观众的跳跃,他和他的同伴奥尔德林像羚羊一样跳跃,享受着只有地球引力六分之一的美妙体验。

在离开之前,他们留下了一块不锈钢板,上面刻着下面的话:1969年7月,地球人第一次踏上月球。我们代表全人类和平来到这里。

随着柯林斯进驻环月指挥舱,三名阿波罗11号宇航员完成了首次登月。

从1969年到1972年,美国完成了六次载人登月任务,将12名宇航员送上月球。然而,在此后的46年里,世界从未进行过过载登月。

为什么?人类什么时候能重返月球?

载人登月停滞多年,人类何时重返月球?

政治斗争促进阿波罗登月

太空专家庞志浩说,人类对月球的探索大致经历了三个发展阶段。首先,从1958年到1976年,第一次月球探索高潮是由美苏太空竞赛引发的。在这个阶段,两国已经发射了数百个不同形式的月球探测器。

可以说,美国在全国人民的帮助下实施的阿波罗计划实质上是政治斗争的结果。

20世纪50年代末,美苏太空竞赛开始了。起初,苏联接连领先:它成功发射了世界上第一颗人造卫星,第一个月球探测器,并率先将宇航员送入太空...美国人深深感到这是一个极其严重的政治问题,并决心超越苏联,展示这个世界上最大的超级大国的科技水平和国力。

因为它正在超越,这意味着除了重复苏联的做法,它还应该做苏联没有做的事情。美国宇航员奥尔德林向中国航天科技第二研究院研究员杨宇光讲述了一个过去的故事:美国总统肯尼迪当时对太空知之甚少。他去了美国宇航局,他的大脑大开着,他问,“我们能去火星吗?”美国宇航局官员吓了一跳,说火星是不可能的,但预计它将在20世纪70年代左右登陆月球。

因此,1961年5月25日,肯尼迪向世界宣布,美国将花费10年时间来实施宏伟的阿波罗载人登月计划。

“由此可见,在美国实施载人登月计划是一项政治决定,其主要目的是重新确立美国在世界上的技术领先地位,激励全体美国人民的精神。”庞志浩说道。

阿波罗计划给美国以前缓慢的太空发展带来了强大的动力。全国各行各业的人都提出了建议。仅用了八年时间就把宇航员送上了月球,这产生了巨大的影响。在政治上,它确立了美国在太空飞行许多方面的领先地位,赢得了巨大的声誉。从科学上来说,它让人类第一次直接研究和了解月球及其近月空间。从技术上讲,已经取得了许多重大突破,不仅为后续空间计划奠定了基础,而且许多技术已经广泛应用于国民经济领域。在项目管理方面也获得了一系列有价值的大型项目规划和管理经验。

为什么登月停止了?昂贵!

20世纪70年代中期,美国和苏联之间的冷战局势逐渐缓和。苏联退出了载人登月竞赛。美国也冷却了热情,停止了登月活动。

除了失去政治动力,这也是因为载人登月确实非常昂贵。

“当时,有一种说法是,每次发射土星五号重型火箭登陆月球都相当于燃烧一艘航空母舰。”杨玉光说道。

庞志浩说,一枚土星五号火箭的成本高达5亿美元,一艘阿波罗登月飞船的重量是黄金桂的十倍多。阿波罗计划持续了11年,耗资255亿美元。为了实施这一计划,美国航天局的年度预算约占美国*总预算的4.5%,平均每个美国家庭超过400美元。这给美国带来了巨大的经济压力。

除了伤害金钱,阿波罗计划也是非常劳动密集型的。高峰期有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构参与,总人数超过30万。

因为这是一个以任何代价为目标的项目,而且在技术上极其困难,所以它的可靠性不高,并且除了低成本性能之外还承担着很大的风险。杨玉光表示,该项目的技术手段相对激进,部分设备冗余少,从安全角度来看风险很大。

结果,从1976年到1994年,整个世界进入了对月球探测意义进行深入研究的冷静思考阶段,在此期间只有日本进行了月球探测活动。已经探索月球的国家已经开始消化、分析和综合探索数据,将月球探索技术转化、推广和应用到各个领域,并加快开发新的空间往返运输系统和高效的探索设备。计划探索月球的国家或组织也在总结代价高昂、效率低下的月球探索活动的经验教训,寻找新的探索思路和策略。

在此期间,美国有了重返月球的想法。1989年,老布什总统说,美国将重返月球,并建立一个永久性的月球基地,从那里开始它将前往火星。后来,他提出了一项耗资高达5000亿美元的计划,但由于预算庞大而被国会否决。

新一轮探月高潮更加务实

经过十多年的“冷静思考”,世界各国普遍认识到月球探测具有政治、社会、技术、科学和经济意义。特别是通过对月球土壤的研究,发现月球上含有大量安全高效的核聚变燃料——氦3,这让人们非常着迷。此外,美国分别于1994年和1998年发射的克莱曼婷号和月球探勘器号探测器在月球两极发现了大量水冰,进一步激发了人类探索月球的热情。

因此,进入21世纪后,世界再次掀起探月高潮,更多国家和新技术参与其中。当然,月球探测的目标不再像美苏竞争时那样受政治和科学需求的支配,而是转变为科学探测和经济利益的结合,以月球资源的探测为主要目标,为未来月球资源的开发和利用奠定基础。

2004年,时任美国总统乔治·布什宣布了“太空探索新概念”,并再次提议重返月球,作为准备载人登陆火星和其他深空探测活动的跳板。他从父亲因资金问题而导致的计划失败中吸取了教训,并提出了一些措施,如退役航天飞机以节省资金,初步预算为1040亿美元,该预算已获国会批准。2009年,美国宇航局命名该计划为“星座计划”,并开发了火星火箭,猎户座载人探测车和阿尔泰载人月球着陆器。同年,发射月球侦察轨道器和月球坑观测和传感卫星,为载人登月做准备,标志着该计划的开始。

然而,随着星座计划的推进,初始预算不断突破,新的评估结果显示,该计划将耗资2300亿美元。奥巴马上任后,他终止了该计划,理由是费用太高,而且美国已经登上了月球。

“由此可以看出,美国未能重返月球的最重要原因是载人登月费用太高。”庞志浩说,此外,美国*的更迭也使载人登月计划多次改变,甚至下马,也没有像“阿波罗时代”那样延续几届*的计划。所有这些都对重返月球产生了负面影响。

人类重返月球的目标是留在月球上。

在过去的十年左右,随着包括中国在内的许多国家的许多成功的月球探索活动,可以预测人类再次踏上月球的那一天不会太遥远。当然,未来的载人登月既不会遵循阿波罗计划的旧技术,也不会满足于登上月球和学习羚羊。

庞志浩说,人类月球探测的总体步骤分为三个步骤:探测、登船和驻扎。美国已经完成了前两个步骤,随后的登月活动必将瞄准月球,包括建造能源基地和科学研究基地,以便宇航员能够在月球上长时间工作和生活。

2017年底,特朗普正式签署了“太空政策指令一号”,要求美国宇航局重启登月计划。他相信,通过几位前辈的努力,重返月球的道路已经铺好,最佳时机已经到来。

庞志浩认为这是事实:尽管美国载人航天计划在不断变化,但美国国家航空航天局一直注重开发通用技术,建造了SLS重型火箭和猎户座多用途载人飞船等核心设备,完成了月球极地探测等任务,预计将大幅降低载人月球探测的成本。对月球的深入研究有利于实现登陆火星的最终目标,月球资源也可以为深空探测提供燃料,这将增加计划的份量。

与此同时,尽管载人登月活动由*主导,但商业部门也对月球开发非常感兴趣。商业空间参与该计划将创造高达万亿美元的年度空间经济,刺激创新和就业,并对许多领域的发展产生重要影响。

此外,主要航天国家和组织目前正把月球作为其主要探索目标。如果他们先重返月球,美国可以发挥主导作用,成为“国际登月联盟”的首脑,并在载人航天领域确立其领先地位。

不过,庞志浩表示,这些计划看起来很美,但可能不会实现。解决成本巨大和计划连续性的老问题仍然非常困难。没有人确定他们是否会重复前任总统计划的错误。

展望未来,杨宇光认为,从人类现有的技术储备来看,仍有许多技术问题需要解决,成本将是惊人的,只有通过多国合作的模式才能实现。