科普知識(shí):再過10年,普通人也能去月球
發(fā)布時(shí)間:2020-07-22
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為了紀(jì)念1969年7月20日人類第一次登月成功,每年的7月20日被設(shè)為“人類月球日”。

  近日,在浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的月球日主題“科學(xué)+”活動(dòng)中,中科院國家空間科學(xué)中心研究員吳季以《人類離再次登月還有多遠(yuǎn)》為題作報(bào)告,回顧了人類登月歷史,討論了人類為什么多年沒有重返月球、商業(yè)太空旅行和月球旅游離我們還有多遠(yuǎn)等問題。

  登月之路

  回顧登月之路,人類經(jīng)歷了從齊奧爾科夫斯基論證航天技術(shù)可行性,到發(fā)射火箭,到把航天員送入太空,再到阿波羅計(jì)劃實(shí)現(xiàn)登月的漫長過程。

  在蘇聯(lián)搶先發(fā)射人造衛(wèi)星和實(shí)現(xiàn)載人航天的刺激下,美國總統(tǒng)肯尼迪于1961年5月25日在議會(huì)發(fā)表演說,宣布了在10年內(nèi)讓宇航員登陸月球并安全返回的阿波羅計(jì)劃。

  1962年9月12日,肯尼迪在美國萊斯大學(xué)體育場(chǎng)作了著名的《我們選擇登月》的演講?!拔覀儧Q定在這10年間登上月球并實(shí)現(xiàn)其他夢(mèng)想,并非它們輕而易舉,而正是因?yàn)樗鼈兝щy重重。”肯尼迪說。

  阿波羅計(jì)劃在短期內(nèi)取得了巨大勝利。

  不到10年, “阿波羅11號(hào)”任務(wù)就取得成功,此后又5次成功登月,直至1972年12月19日,阿波羅計(jì)劃全部結(jié)束。

  該計(jì)劃間接地激勵(lì)了美國的高技術(shù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新,為空間科學(xué)、空間應(yīng)用打下了技術(shù)基礎(chǔ),激勵(lì)一至兩代青少年投身科技事業(yè)。

  同時(shí)開拓了人類視野,促進(jìn)了地球環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)。

  然而,這些重要意義都不足以維持載人登月計(jì)劃的可持續(xù)發(fā)展,因?yàn)檩d人登月需要的經(jīng)費(fèi)過于高昂。

  吳季認(rèn)為,航天科技從誕生開始,其屬性就與國防、軍工,以及科學(xué)探索牢牢地綁在了一起,屬于由政府投資的特殊領(lǐng)域;由于責(zé)任重大要求零失誤,因此存在大量冗余設(shè)計(jì)、大量重復(fù)試驗(yàn),加之政府訂貨形成非市場(chǎng)機(jī)制的價(jià)格壟斷,從而成本高企。

  吳季總結(jié),在阿波羅計(jì)劃結(jié)束后的數(shù)十年間,人類之所以沒有重返月球,首先是因?yàn)闆]有一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)和機(jī)制,將人類的活動(dòng)引向太空、月球甚至更遠(yuǎn)的深空;其次是沒有一個(gè)基于市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)體制,能夠使航天產(chǎn)品同時(shí)獲得高質(zhì)量和低成本。

  重返月球

  2010年后,美國再次將載人登月的政治作用提到很高的位置。

  2017年,美國總統(tǒng)特朗普簽署授權(quán),啟動(dòng)了重返月球即送一名女航天員登月的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃,并建設(shè)“深空門戶”,作為多次往返月球途中的中轉(zhuǎn)站。

  俄羅斯、歐盟和日本等國際空間站合作國家都表示愿意參加“深空門戶”計(jì)劃,以此為基地,實(shí)現(xiàn)登月。

  吳季介紹,中國按照自身的節(jié)奏發(fā)展,雖然主要精力在建設(shè)近地軌道空間站,但是也在論證載人登月計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)2033年以后中國人登上月球。

  另一方面,民用的航天市場(chǎng)開始逐漸成熟。

  進(jìn)入21世紀(jì),發(fā)射費(fèi)用大幅降低。同時(shí),太空旅游也將載人航天拓展至民用領(lǐng)域。

  那么,商業(yè)航天如何能夠獲得航天高技術(shù)?吳季認(rèn)為,大量使用廉價(jià)、商業(yè)元器件,大量吸收來自體制內(nèi)的專業(yè)技術(shù)人員,購買政府專利,發(fā)展自己的創(chuàng)新技術(shù),以及發(fā)展新市場(chǎng),這些都是商業(yè)航天以相對(duì)低的成本獲得航天技術(shù)的方式。

  太空旅游將使普通人進(jìn)入太空成為可能。伴隨成本的降低,未來的直接面對(duì)個(gè)人用戶的商業(yè)模式具有可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn),可以真正實(shí)現(xiàn)人類走出地球搖籃的夢(mèng)想。

  夢(mèng)想何時(shí)變現(xiàn)實(shí)

  雖然想象空間很大,但是商業(yè)太空旅游目前還存在諸多問題。

  天地往返費(fèi)用依然太高,而且返回需要著陸場(chǎng),風(fēng)險(xiǎn)較大。

  太空生命保障系統(tǒng)技術(shù)還未達(dá)到完全的再生循環(huán),地面需要提供大量給養(yǎng),進(jìn)一步加大成本。

  而要去月球旅游,需要解決月地高速通信、月面能源提取、月夜能源以及運(yùn)輸成本降低等技術(shù)問題。

  吳季認(rèn)為,要降低運(yùn)輸成本,最好的辦法就是將盡可能多的設(shè)施留在空間,避免天地往返,做到最大限度重復(fù)使用。

  商業(yè)航天正在沖擊著政府項(xiàng)目高成本、壟斷市場(chǎng)的禁錮。

  其中,瞄準(zhǔn)新的市場(chǎng)機(jī)遇的部分,被稱為“新航天”。

  載人太空旅游,包括月球旅游,是新航天中最具發(fā)展前景的領(lǐng)域,預(yù)計(jì)近期會(huì)在臨近空間和近地軌道實(shí)現(xiàn)突破,形成巨大的市場(chǎng)規(guī)模。

  “我本人更關(guān)注月球旅游。”吳季說道,“它可能是未來改變?nèi)祟惖淖钪匾念I(lǐng)域,也會(huì)給商業(yè)航天市場(chǎng)帶來變革。”

  吳季認(rèn)為,重返月球的所有技術(shù)儲(chǔ)備已經(jīng)就緒,而且遠(yuǎn)超20世紀(jì)60年代阿波羅計(jì)劃時(shí)的能力。

  發(fā)射成本和其他載人航天成本正在逐漸降低,預(yù)計(jì)在未來10年會(huì)達(dá)到一般中產(chǎn)階級(jí)可以支付的水平。

  “我們距離再次重返月球的日子已經(jīng)不太遠(yuǎn)了,特別是在未來10~15年,普通人前往月球旅游的夢(mèng)想將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)!”吳季表示。


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