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载人登月大戏即将上演,谁有能力“霸占”月球?

时间:2022-07-13 08:37:36 来源:科普之家 作者:时空通讯 栏目:头条 阅读:65

最近发生了两件事,一件是NASA(美国航空航天局)局长尼尔森突发狂言:中国人想占领月球!另一件是在之前早几天,NASA发射了一颗叫“拱石”(CAPSTONE)的立方体卫星,被认为是启动阿尔忒弥斯计划的第一枪,但发射几天后突然失联。

一时舆论大哗,沸沸扬扬。我国外交部发言人对尼尔森的说法嗤之以鼻,进行了严厉驳斥;而失联的那颗“拱石”也随后恢复了联系。那么这两件事透露出什么信息和意义呢?我们一起来了解一下。

到底谁想霸占月球?

有关霸占月球的话题是7月3日挑起的,主角是NASA局长尼尔森。他在接受德国《图片报》专访时突然爆雷:“中国可能登陆月球,并说‘现在这是我们的了,你们别过来’。我们应该对此感到担忧。”同时他还宣称:中国(航天)的确不错,但这也是因为他们偷了别人的创意和技术。

7月4日,中国外交部发言人赵立坚回怼了这种说法,认为这是罔顾事实、信口开河,中方坚决反对,强调了中国航天事业是自力更生自主研发,和平利用外空,反对外空武器化和军备竞赛的原则立场,还批评了老美太空计划过程的“黑历史”。

那么到底是谁想霸占月球呢?我们先来了解一下有关太空开发利用的一些国际政策和法规。

早在上世纪五十年代,人类的航天活动刚刚开始时,人们就注意并探讨外层空间的立法问题,联合国于1959年就成立了和平利用太空委员会,先后拟定了三项宣言、三套原则、五个国际公约。

这样就形成了规范人类太空活动的系列国际法,统称为太空法。尤其是五个条约,简称《外空条约》、《营救协定》、《责任公约》、《登记公约》、《月球协定》,比较详细规范了各国在太空活动中的行为。

法规对太空主权、资源、环境、运输、责任、军备控制、遥感、空间站等作了详细的规定。如《外空条约》的第一条和第二条,就规定外层空间的探索和利用开放给世界所有国家,鼓励国际合作,包括月球和其他天体,都不能依据国家主权要求,通过使用和占领以及任何其他方法据为己有。

在《月球协定》中,更详细规定了在月球上禁止建设军事基地,只能和平利用,各国平等享有在月球上从事科学研究的自由。并规定,月球及其自然资源为全人类的共同财产,任何国家和组织、个人都不得占为己有,只可取样用于科研。

太空法是具有强制性的国际法规,各国组织及公民都受到约束。因此,任何国家、组织和个人,都不可能随便将月球据为己有,也不可能在月球等一切地外星球上设置军事基地,如有倒行逆施者硬要冒天下大不韪,就会成为人类公敌,受到惩罚。

尼尔森为啥突然口出狂言呢?有人认为他这话有些反智,但尼尔森并非傻子,某种意义上来说比你我都聪明多了,他并非不知道无论是中国还是美国,都没有这个能力去霸占月球,说这话是醉翁之意不在酒,目的就是向国会施压:为了保持美国太空优势,就要多拨点钱给NASA。

国人看到尼尔森说这话时的样子,嘴脸很可恶。其实有时候,尼尔森也并不那么可恶,在我国祝融号登陆火星成功之际,他曾高举着祝融号火星车传回的照片,表示祝贺并期待有更多发现。

这两种面孔,其实都是为了一个目的:中国实力不可小觑,老美政府应该多拨钱给NASA,以保持老美航天领先地位。

人类现在登月或在其上建基地,主要还是为了科学研究和太空探索。但随着人类科技水平发展,很可能会开发月球上的矿藏资源,如优质核聚变燃料氦-3等,到那个时候就需要有更具体的国际法规来约束了,否则形成蜂拥而上强者为王局面的话,就是人类悲剧了。

阿尔忒弥斯计划/

阿尔忒弥斯是古希腊神话中的狩猎女神,这里就不多做解释。这里的阿尔忒弥斯计划,是由美国政府资助的载人登月项目,目标是在2024年将宇航员送上月球并平安返回,而且在月球轨道建立深空之门空间站,在月表建立常驻基地,实现月球常态化驻留机制,为2033年左右载人登陆火星作准备。

这个项目由NASA主导,美国多家商业航天企业以及国际合作伙伴参与,国际合作伙伴包括欧洲、日本、加拿大、意大利、澳大利亚、英国、阿联酋等国家和地区的航天机构。

美国时任总统的特朗普于2017年签署的《1号太空政策指令》,正式批准了阿尔忒弥斯计划;2020年12月10日,时任美国副总统彭斯在肯尼迪航天中心举行的会议上,公布了参加重返月球任务的18名宇航员名单,被称为阿尔忒弥斯队。

计划分两个阶段,第一阶段从2019年到2024年,科学目标是通过登月飞船试验和对月球的无人探测等准备工作,在2024年实现载人在月球南极登陆;第二阶段从2025年到2030年,完善建设月球轨道空间站和月球基地,实现在月球上长期驻留,并完成一系列科学考察和试验任务。

登月任务运载工具主要采用NASA自行研制的超重型运载火箭,将新型猎户座飞船送上地月转移轨道。猎户座飞船比上世纪登月的阿波罗飞船大2.5倍,最多可容纳6名宇航员,飞船在性能、安全、信息处理上都融合了现代最先进技术,比过去飞船、国际空间站和航天飞机都有大大提升。

登月发射任务被称为阿尔忒弥斯1号、2号、3号任务;1号任务为无人实验飞船,2号任务为载人环月飞行,3号任务为在月球南极载人登陆。2020年NASA发布了计划大纲,定于2021年执行1号任务,2023年执行2号任务,2024年实施3号任务,也就是实施载人登月。

但实际上由于疫情等多方面原因,2021年没有完成1号任务,推迟到今年执行;这样2号和3号任务也相应推迟,载人登陆月球南极的任务就要到2025年才能实现。

在这项庞大的11年重返月球任务中,除了NASA唱主角,还吸收了多个私人商业公司参与,包括太空探索技术公司、蓝色起源公司和航天动力公司,这些公司分别得到了预算拨款,设计出登月着陆器方案。但最终太空探索技术公司,也就是马斯克那个SpaceX中标,他们获得了29亿元着陆器建造协议。

据消息称,马斯克的龙飞船将作为地球到月球空间站之间的货物公交车,而巨型星舰将作为登月舱,从作为中转站的月球门户空间站接送来往月球表面的人员和货物,这也意味着执行将宇航员运送到月球任务的猎户座飞船,不再需要携带登月舱,而是将人和货物运送到漂浮在月球轨道的门户空间站即可。

相比上世纪登月,这是一个巨大改变,将让人类登月变得更从容和更安全。如果真是这样,这艘被命名为“深空之门”的月球空间站就需要提前建成。据NASA透露,深空之门将会在2023年开建,2026年建成。

这是一艘比国际空间站小一号的“太空旅馆”,由动力推进、居住、货物物流、舱外活动等四大模块组成。这将是人类第一个具有殖民门户意义的“太空旅馆”,不管登月还是未来飞向火星,这个门户都会起到中继站或跳板作用,远航的人们会先到这里中转,然后飞向远方。

不过这似乎不适应马斯克一次能运送100人去火星的巨型星舰,这个小旅馆只能住下6人。

深空之门空间站延续了国际空间站的合作模式,依然由老美主导,16个国家参与,包括俄罗斯、日本、加拿大、巴西和11个欧洲航天局成员国。不过,由于俄罗斯受到欧美国家的严厉制裁,是不是已经被踢出了这个朋友圈尚不得而知。

阿尔忒弥斯计划还有许多细节问题,包括舱外活动装置、宇航服的设计制造等也在同步推进。前阵子据说因宇航服设计制造拖延了工期,也是登月计划后延的原因之一。那么,2025年人类再次返回月球的登陆计划是否能如期实现,还需拭目以待。

“拱石”立方星突然失联,差点让阿尔忒弥斯计划首发失利/

“CAPSTONE”立方星被翻译为“顶石”或“拱石”,是NASA6月28日发射升空的一个很小的探测器,只有微波炉大小,重量为25公斤。它虽然很小,但很重要,这次发射至少有三点值得人们关注。

其一,这是自从我国嫦娥五号登月带回1.7公斤月壤后,时隔一年半人类再次发射的首个前往月球的探测器;其二,这个探测器首次采用了光子发动机推进技术,将对未来航天推进技术产生深远影响;其三,这次发射被认为是阿尔忒弥斯计划的首发任务,备受瞩目。

可以说,拱石立方星是阿尔忒弥斯计划发射的第一艘小飞船,可以说是载人重返月球的第一枪。别看其个头小,任务很重要,主要是测试登月任务的月球轨道,也就是为月球门户空间站的运行轨道探路和导航,未来的月球空间站就运行在这个轨道上。

这颗小立方星搭载火箭实验室的“电子号”火箭于6月28日发射升空后,在地球轨道上环绕了近一周的时间,通过间断性启动“光子”发动机,逐渐提升速度扩大轨道高度。当最后一次点燃“光子”发动机,“拱石号”获得离开地球轨道的动力,进入了地月转移通道。

光子火箭是利用爱因斯坦相对论和质能方程原理,依靠电磁辐射量子(光子)定向流产生推力的光子发动机推进,理论上深空远航可见速度最终推送到接近光速,一直以来还只是停留在理论和实验上,这次NASA却已经进入空间实际利用。

当然,这次的光子发动机能量很小,推进时间也很短,速度并不大。但这是一项不可限量技术的开端,对未来星际远航具有开拓性的里程碑意义。

“拱石号”离开地球后,将沿着一条漫长的迂回路线前往月球,最远将被抛射到地月系外侧130万公里处,然后被引力拉回。经过4个月的旅途,在11月13日滑入月球“近直线晕轨道”。这是一个围绕着月球的高度椭圆的轨道,近月点约3400公里,远月点达到7.6万公里,轨道周期为7天。

这是一条高倾斜度大倾角的绕月轨道,就是即将开建的月球门户空间站轨道,轨道周期大部分运行弧段对月球南北极可见,便于为那里的中继通信服务。月球南极富含水冰,正是阿尔忒弥斯计划的重点登陆考察地点,未来的月球基地也可能建在那里。

一切似乎都很顺利,但在“拱石号”脱离地球轨道进入地月转移不久,突然与全球深空网络失去联系,一点消息也没有。由此,不但NASA急了,全世界不管关心还是不关心“拱石号”死活的媒体,都不甘人后的热炒起来。

一时之间,担忧的,嗤之以鼻的,幸灾乐祸的,众生舞台,生旦净末丑应有尽有。而对于NASA来说,这首发失利可不是个好预兆,或许就会因此延缓登月进程,又或许会给国内反对派以口实,甚至影响国会对后续的拨款。

7月5日,NASA发言人萨拉·弗雷泽发表了声明:

“7月4日成功部署和调试后,CAPSTONE卫星在与深空网络接触时遇到了通信问题,项目工作小组正在努力查明原因,并重新建立通信。”

好在焦虑的煎熬二十几个小时后,7月6日上午9点26分,这个小玩意终于重新与深空网络建立了联系,地面在1小时后开始接收来自卫星的遥测数据。

据NASA公布的失联调查结果,是操作团队发现测距数据异常后,给“拱石”发送了一个诊断指令,由于发送的格式不正确,导致无线电设备停机。由此看来,不是“拱石”自身问题,而是发送的指令有问题。

但后来“拱石”自检系统应该会自行重启无线电,却由于软件故障没有及时完成这个启动。好在后来自主飞行软件最终清除了故障,重启了通讯模块,才恢复了与地面的通讯。收到的数据显示,失联的这段时间,“拱石”状态良好,安全忠实地运行在既定路线。

最新的情况是,“拱石”姿态稳定,成功地展开了太阳能电池板,开始为自带电池充电,推进系统也为下一次机动做了准备。与此同时,“拱石”还与声控网络的西班牙地面站和加利福尼亚的“金石”地面站进行了联系,让操作人员确定和掌握其位置和速度。

看来一切都重新回到了计划轨道,就等着一波波登月大戏上演了。那么,我国的载人登月计划何时启动呢?值得期待。总之,人类对太空和星际的探索,不管是哪个国家作出的,最终都是为了人类更好的生存和发展服务的,我们都应该乐见其成。你说呢?欢迎讨论,感谢阅读。

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