阿波羅登月50週年回顧:過去,現在與未來
2019年07月20日09:41
將近50年來,只有自動化無人探測器造訪過月球,比如2011年發射的美國“聖盃”探測器
將近50年來,只有自動化無人探測器造訪過月球,比如2011年發射的美國“聖盃”探測器

  新浪科技訊 7月20消息,據國外媒體報導,如果我告訴你,人類第一次登月已經過去整整50年了,很多人會覺得難以置信,那樣不可思議的壯舉竟然已經是半個世紀之前的事情了。

  但這就是事實——2019年7月20日,世界迎來人類首次載人登月50週年的紀念日。

  專題策劃:紀念人類登月50年:致敬永不滅的探索精神

  但我們同樣也注意到,在冷戰中誕生的“阿波羅計劃”似乎只是曇花一現:6次成功的載人登月任務,12名美國人踏足月球荒蕪的表面。但自那以後,月球似乎就被遺忘了。

  但最近幾年,月球探測的熱度又開始起來了,就說今年以來發生的事吧:就在今年1月份,中國成為世界首個成功著陸月球背面的國家,而印度緊隨其後,他們的“月船2號”將降落到月球南極附近;美國顯然受到了刺激,特朗普已經指令美國宇航局,要在2024年讓美國宇航員重返月球——儘管沒有人會承認這一點,但正在發生的這些事情,給人的感覺就是:第二次太空競賽開始了,而主戰場就在月球。

  不同於上世紀中葉美蘇之間進行的太空競賽,21世紀的這場新的“太空競賽”有了更多的新參賽者,也將採用很多新技術,遇到很多新情況,需要解決一些新問題。

  站在歷史的十字路口,我們有必要回顧一下,人類飛向月球的過去,現在和將來。

  一)過往——艱難的登月之路

  1969年7月20日,阿波羅11號飛船成功降落到月球表面的“靜海”區域。這兩位宇航員是如何實現這樣的壯舉的?答案簡單地出人意料:練習,不斷的練習。

1960年代,“雙子星”計劃期間NASA的訓練用模擬器
1960年代,“雙子星”計劃期間NASA的訓練用模擬器

  在太空競賽剛剛開始的那幾年里,美國宇航局(NASA)的工程師們花費了數不清的時間去對太空飛行時可能遇到的任何問題進行反複模擬,在那之前,他們不會讓宇航員去冒險。

  這也是為什麼在1960年的幾乎每一個週五,哈囉德·米勒和迪克·庫爾斯都要進行一場所謂的“水果飛行”,往返於佛羅里達州的卡納維拉爾角和位於維珍尼亞州的美國宇航局蘭利研究中心。在過去的大約一年時間里,米勒和庫爾斯在蘭利歸屬於一支開展飛行模擬實驗的小型團隊。

  但最終,他們需要將這項工作擴展出去,去到佛羅里達州,因為那裡將是未來載人登月任務的控製中心所在地。

  佛羅里達的橙子很有名,於是每個週末的航班上總是滿載著來自這個“甜橙州”的美味水果。但是便宜美味的水果還只是在沼澤灌木叢密佈的卡納維拉爾角工作的樂趣之一。如果一枚測試火箭發生爆炸(在當時的技術水平下,這種事發生的概率差不多有50%)並引燃周圍的林地,你就會看到一大批鱷魚和野豬到處逃竄。

美國最早一批宇航員,由於一開始執行的是“水星”計劃,因此也被稱作“水星七傑”
美國最早一批宇航員,由於一開始執行的是“水星”計劃,因此也被稱作“水星七傑”

  這時候,NASA正致力於一項名為“水星”的航天計劃。這項計劃是美國第一個載人航天計劃,其目的很明確:實現美國宇航員首次進入太空飛行,並確保安全返回地球——最好能夠在時間上搶在蘇聯人之前;

  但在那個時候,沒人知道人是否能夠進入太空並安全回來,更別提在太空的失重環境下進行工作了。即便最後被證明可以開展工作,他們也不知道究竟該如何操控一艘宇宙飛船。

  因此,米勒和庫爾斯他們所在的飛行模擬任務組的任務,不僅僅要摸索出一套培訓實際執行太空飛行任務宇航員的方法,同時還要負責對逐漸成型當中的控製中心工作人員的培訓。和那個年代NASA所承擔的很多工作一樣,這些任務意味著去開闢全新領域,做從沒有人做過的事。

  庫爾斯回憶:“我第一次去佛羅里達是在1960年。當時哈囉德帶我在卡納維拉爾角轉了一圈,當時我說‘我非常肯定這裏很快就要沉到海底了,大家都得游泳。’而哈囉德的回答是‘沒錯,但是我們可沒有時間教會你游泳。’他說的是事實,一切都在飛快的發生,你必須快速學習,就像把一根消防管子直接插進你喉嚨里灌水。”

  克里斯·克拉夫特是NASA的第一位飛行主管,他想到一種方案,可以將宇航員和地面控製人員的訓練結合到一起,因為這兩個團隊在實際執行任務時必須緊密合作。模擬實驗團隊正是具體負責這種“整合”訓練的部門。

“水星”計劃任務控製中心的工作情景
“水星”計劃任務控製中心的工作情景

  在佛羅里達首次建成的控製中心後面的一間房間里,他們使用了“水星”飛船訓練艙,這是一種早期的模擬器,它基本上就是真正的“水星”飛船的翻版。不久之後,美國第一位宇航員將會搭乘這樣的飛船進入太空。而在這個模擬器上,各種操縱杆,按鈕,控製器等一應俱全,可以用於模擬操作訓練。所有這些部分都與一台計算機相連接,後者可以給出各種模擬參數。同時,這些參數也會被傳輸到模擬控製中心的操縱台上,以便工作人員查看“飛船”的實時情況。

  為了進行這樣的模擬,他們使用了一台佔據一整個房間的巨大的計算機系統,用於模擬各種在實際飛行過程中可能出現的情況,以便幫助相關人員進行訓練。這套系統甚至還可以模擬各種可能的突發意外情況以考驗宇航員的處置能力,比如艙內突然失壓,或者姿態控製引擎失靈等等。他們必須考慮所有可能的問題,因為只有這樣,控製中心才能提前設計好應對方案。借助模擬,任務控製者們將檢查每一個系統,完善針對幾乎所有可能故障處置的每一個流程。

  在米勒看來,當年這樣的模擬,與今天的水平相比,仍然顯得非常粗糙和初級。但是這段時期確實錘煉了一支緊密團結的團隊,並讓宇航員和地麵糰隊為未來各項任務期間可能出現的各種狀況做好了準備。

  1961年,旨在將宇航員送入地球軌道的“水星”計劃開始執行,而地面模擬任務也在繼續進行。相關團隊每週一次飛往佛羅里達州的出差也在繼續,但是相比之前,他們在佛州停留的時間變得更長了。很多時候這是由於天氣不好或者火箭故障延誤了發射的進行。其中有一次比較嚴重的延誤,讓米勒和庫爾斯在佛州整整待了6個星期。

  這個時期,整個美國航天計劃正在以驚人的速度全力推進。就在“水星”計劃剛剛開始執行的檔口,時任的美國總統甘迺迪便向NASA發出了一項看似不可能完成的挑戰:要在1970年之前,將人送上月球並安全返回。模擬團隊很快就明白,這將是一項規模大得多的任務。於是,快馬加鞭便是唯一選擇了。

  “水星”計劃的任務目標很快達到了,緊接著“雙子星”計劃立即啟動。這同樣是一個在地球軌道上進行的任務,但與水星計劃不同的是,這項計劃將在軌道上飛行更長時間,並且每次將由兩位宇航員一共執行任務,而不是水星計劃時期的一位。

  在“雙子星”計劃之後,“阿波羅”計劃啟動。這一任務的目標,正是載人登陸月球。一切都需要提前演練。

  這一時期,地面模擬團隊從佛羅里達遷走,搬到了位於德克薩斯州休斯敦的“載人飛船中心”。在這裏,他們用上了更加先進的計算機並安裝了更多的模擬器,其中一些甚至還帶有機械底座,可以模擬飛船飛行中的各種晃動和運動。在這裏,米勒和庫爾斯他們也設法開發出了更加複雜精細的計算機模擬程式。

  任務控製大樓沒有窗戶,但這並沒有關係,因為在阿波羅計劃最關鍵的時期,地面任務團隊基本上一週工作七天,每天工作10~12小時,說實話根本沒有時間去欣賞窗外的什麼風景,更別說出去走走什麼的了。

  慢慢的,模擬團隊的老大就開始有了惡名,大家都快被他領導下的模擬團隊設計的那些近乎變態,極其複雜瘋狂的各種故障模式逼瘋了。對於自己的遭遇,庫爾斯調侃道:“在星球大戰里,我們這種人應該是屬於暗黑世界那邊的人。”但這樣做真的有用,因為模擬團隊設計的很多看似匪夷所思的故障模式,後來在真實的太空任務期間真的發生了。比如在早期的幾次阿波羅任務模擬中,模擬團隊設想了引擎失效的情況,而在不載人的阿波羅6號任務期間,真的有兩台發動機過早的停止了工作。幸好有此前模擬的時候進行的訓練,地面控製中心提前準備了相關應急預案,成功地讓另外三台發動機工作更長時間以補償這兩台發動機過早停止工作造成的推力損失。

  而更加重要,更加為人所知的案例則是“1202”計算機故障。這是1969年阿波羅11號執行人類首次人類登月時發生的計算機報警信號代碼。這個報警代碼表示登月艙的一台計算機出現了數據過載,需要進行重啟。飛行控製團隊明白這台計算機的作用有多麼重要,甚至一度考慮讓宇航員在最後時刻放棄登月嚐試。

在月面上開展工作的“阿波羅11號”宇航員
在月面上開展工作的“阿波羅11號”宇航員

  但就在阿波羅11號發射之前的幾天,在最後的訓練階段,庫爾斯團隊曾經設計了完全相同的警報故障模式,於是在這緊要關頭,有一位控製員意識到,這條計算機應該可以自動完成重啟程式。如果沒有事先充分的模擬訓練,尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林和他們執行的阿波羅11號可能將會被迫放棄這次任務,從而永遠改變人類登月的歷史。

那張著名的照片,這是人類的一大步
那張著名的照片,這是人類的一大步

  二)現況:月球教會了我們什麼?

  迄今為止,人類已經執行超過70次成功的探月任務:飛掠探測,軌道器,著陸器,當然,還有12名宇航員踏上了月球的表面。除去地球之外,月球是整個太陽系中被研究最為透徹的天體。這些探測幫助我們瞭解月球的地質歷史,確定其內部結構並測定其地表成分。這些探測行動給出的圖景,遠遠超越了人們印像當中那個荒涼的月球表面。

  凱瑟琳·喬伊是英國曼徹斯特大學的一位月球地質學家,她說:“在過去的45億年里,月球一直都是地球的姐妹。”而和所有姐妹一樣,月球有話要說。

月球的誕生:今天的主流理論,即所謂“撞擊起源說”認為,在地球歷史早期,曾經遭受過一顆火星大小的原始行星體撞擊,撞擊產生的大量碎屑物濺射進入太空並最終聚集凝結成為今天我們所見的月球
月球的誕生:今天的主流理論,即所謂“撞擊起源說”認為,在地球歷史早期,曾經遭受過一顆火星大小的原始行星體撞擊,撞擊產生的大量碎屑物濺射進入太空並最終聚集凝結成為今天我們所見的月球

  所有影響地球的天文機製也會對月球產生作用。但有所不同的是,在地球上,由於強烈的風化作用,以及板塊運動,地球古老歷史的很大一部分已經被消除殆盡,但是在月球上,情況就有很大不同。正如喬伊所言:“月球是一台記錄地球歷史的磁帶機。”

  對於這盤磁帶的解譯,始於50年前,1969年,兩位人類宇航員尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林踏上月球表面,並採集到第一塊月球岩石樣本。在一次持續2小時36分鍾的月面行走之後,他們在月面上採集了22公斤重的月球岩石樣本,並隨後將這些樣本帶回地球供科學家們進行分析。後來的5次成功登月進一步增加了採集到的樣本數量,他們一共帶回了2200件樣本,總重量超過382公斤。

存儲在休斯敦航天中心內,由當年阿波羅12號任務帶回的一塊月球岩石樣本
存儲在休斯敦航天中心內,由當年阿波羅12號任務帶回的一塊月球岩石樣本

  從月球採集回來的塵埃和岩石樣本被儲存在位於德克薩斯州休斯敦的約翰遜航天中心內,它們被視為是無價的科學與文化資源。瑞安·賽格勒是NASA的月球樣本管理員,他指出:“在所有2200份經過編號的樣本中,除了6塊之外,所有樣本都經過了或多或少的研究。”這些樣本中,有大約一半已經被封存起來,以供未來研究之用。這樣做有很好的理由。在過去的這半個世紀中,相關分析設備和技術取得了巨大進步,從而能夠讓我們可以進行愈發精細的測量和分析工作。塞林格說:“每一塊樣本都會為我們打開一扇研究月球的嶄新窗口。”

  它也讓我們可以在更加精確的信息基礎上,對一些老問題進行重新審視。在這其中,最大的問題就是:月球是如何形成的?英國布里斯托爾大學天體物理學家佐伊·萊因哈特指出:“我們抬頭就能看到月亮,我們很想知道:它為什麼會在那裡?它是怎麼形成的?”長期以來,科學家們一直在審視這個問題,並逐漸完善他們的想法。

阿波羅計劃期間,正在月球表面採集樣本的美國宇航員
阿波羅計劃期間,正在月球表面採集樣本的美國宇航員

  天文學家們已經構思過多種有關月球起源的理論。或許是地球自轉速度過快導致一部分物質被甩出去形成了月球?再或許月球在太空中流浪,剛好經過地球附近,於是被地球引力俘獲?直到1946年,加拿大地質學家雷吉納德·安德沃斯·達利提出了今天被學界廣泛接受的月球起源學說:撞擊起源說。該學說認為,在地球歷史早期,曾經遭受過一顆火星大小的原始行星體撞擊,撞擊產生的大量碎屑物濺射進入太空並最終聚集凝結成為今天我們所見的月球。

  在對阿波羅計劃取回的岩石樣本進行分析時,科學家們找到了支援這一學說的證據:月球岩石在成分上與地球岩石非常相似,表明其成分中可能混入了大量來自地球的碎屑物質。甚至現代更加先進的分析技術顯示,月球岩石幾乎和地球岩石完全一樣。根據所謂“大撞擊學說”,這隻能意味著一種情況,正如萊因哈特所言的那樣:“這次撞擊極為劇烈,所有成分都熔化混合到了一起。”

  萊因哈特的同事西蒙·勞克和莎拉·斯圖爾特發展出一套新的模型,認為當年的地球遭受的撞擊極為劇烈,巨大的熱量導致地球被整體熔化,與撞擊體合為一體,並在周圍產生一圈類似甜甜圈的碎屑物環帶。正是這個環帶中的物質最終逐漸冷凝成為月球,這就解釋了月球岩石在成分上與地球岩石的相似性。

美國探測器獲取的南極“沙克萊頓”撞擊坑附近區域圖像。月球南極由很多深邃的撞擊坑終年不見陽光,第底部存在豐富的水冰儲存
美國探測器獲取的南極“沙克萊頓”撞擊坑附近區域圖像。月球南極由很多深邃的撞擊坑終年不見陽光,第底部存在豐富的水冰儲存

  萊因哈特表示:“月球岩石帶給我們豐富的信息。我們想要的是構建出一個完整的月球歷史。”要做到這一點就要涉及到使用計算機模擬這一史詩級的撞擊事件,重現從撞擊發生到月球形成的完整過程。

  但是在目前,我們還無法做到在模擬狀態下的全過程重現。科學家們已經可以在模擬中重建那一道“甜甜圈”形態的碎屑物環帶,並將其稱作“Synestia”,但卻還無法做到重現從這一碎屑物環帶中冷凝並形成月球的過程。科學家們的確可以做到追蹤在“Synestia”內部溫度和壓力環境的變化,但這一過程中卻完全沒有考慮化學成分方面的情況。要想改善這一情況,在萊因哈特看來,他們需要的是更加強大的計算機系統,而不是更多的月球探測行動。

  儘管在萊因哈特的眼中,更多採集自月球表面的岩石並不會對她的模擬工作帶來太多的幫助。但月球在其形成之後的歷史演變,卻吸引了其他科學家關注的目光,他們渴望能夠執行從月球取樣返回的探測行動。

  即便不經意間瞥一眼月球,你就會注意到它表面的明暗不均。這種明暗差異一般被認為形成於一次被稱作“晚期大轟炸”的相對短暫的地質歷史時期。這一結論的證據,同樣來自阿波羅計劃期間取回的樣本,其中的許多,年齡大約在39億年左右。這些證據顯示,當時存在一個持續大約2000萬年~1億年的時期,月球,以及太陽系中的其他天體,都曾經遭受過小行星的大規模撞擊,正是在這一過程中,產生了今天我們在月球上看到的大量撞擊坑。

  或許這種說法並不十分精準。喬伊表示:“隨著對樣本的分析不斷進行,我們也會不斷修正自己的想法。”重新進行的更加精確的分析,目的之一便是判斷這些月球岩石究竟源自何方。所有的阿波羅計劃取回的樣本中,沒有一塊是基岩,也就是岩石所處位置與其最初形成的位置一致的岩石,這一點讓科學家們在對岩石進行分析時無法有效參考其形成的背景環境因素。

  當前,科學家們認為,阿波羅計劃取回的樣本大部分是由月面上雨海形成時的劇烈撞擊事件產生的大量濺射物質,那次撞擊大約發生在39億年之前。如果事實的確如此,那麼這可能就意味著所謂“晚期大轟炸”根本就從未發生過。我們可能被一次規模巨大的單一撞擊,將大量岩石碎屑物濺射到月球正面各處產生的假象迷惑了。

  喬伊表示:“這種情況可能會對我們對於月球樣本的解譯產生嚴重影響。因此,從這一點上說,未來設法採集到月球上的基岩樣本就會具有極為重要的意義。”

  遷移的巨人

  通過這種方式,我們便可以確定其他撞擊坑的真實年代。我們也將可以判斷,究竟是否存在過一次持續時間短促但規模巨大的“晚期大轟炸”事件,抑或只是相對普通,但持續時間比較長的零散隕星撞擊現象。

  弄清這一點的意義並不局限於地球和月球,如果說月球教會了我們什麼的話,那就是整個太陽系都是相互聯繫的。事實也的確如此,我們對於水星,金星以及火星地表年齡的估算都是基於對於月球地表撞擊坑數量的測算,並將其與月球岩石的年齡之間建立關聯而進行的。前文中所提到的“晚期大轟炸”,儘管其是否存在仍然存在爭議,但如果它真的存在,科學家們認為其產生的根源很有可能與早期太陽系中一些大型行星的遷移行為有關,這主要是指那些質量巨大的氣態行星,比如木星和土星。這些龐然大物的遷移會極大擾動引力平衡,導致原先位於小行星帶內的大量小天體偏離軌道,其中一部分撞向了地球。

  科學家們認為,太陽系的形成過程與宇宙中其他行星系的形成大體上是一樣的,因此理論上我們在月球上取得的認識也將可以適用於其他遙遠的行星系,其範圍將遠遠超出太陽系的範疇。萊因哈特指出:“在太陽系形成晚期,發生了多次規模巨大的撞擊事件。我們認為在圍繞其他恒星運行的行星系統中,也可能會出現同樣的情況。”甚至,考慮到月球在減緩地球自轉,幫助穩定地球自轉傾角等方面的關鍵作用,科學家們認為,對月球的研究未來將有助於我們判斷哪些系外行星上更有可能存在適宜生命生存的宜居環境條件。塞林格指出:“對月球岩石的研究告訴了我們太多關於其他天體的知識。”而隨著新一輪月球探測的展開,有有誰能夠預言,這顆伴隨了地球45億年的星球,將會帶給我們什麼樣的新發現呢?

  三)未來:誰會成為下一位登月者?

  讓我們設想這樣一幅場景:公元2069年,月球南極基地,在碳纖維建造的建築穹頂在陽光下閃閃發亮。在內部,人們正在精心培育種植的番茄,這些植物會像向日葵一樣,跟隨太陽的位置擺動朝向,它們的枝丫上,掛著巨大的果實。這裏的重力強度只有地球的17%,因此巨大的果實並不會對它的枝丫產生過重的壓力。

未來的人類月球基地示意圖
未來的人類月球基地示意圖

  其中有些果實幾乎快要成熟了,它們將被採摘下來,用於迎接幾個地球日之內就將抵達這裏的新一批訪客,作為慶祝人類首次載人登月100週年紀念活動的一部分。

  一個世紀之前,人類宇航員首次登上月球,“不是因為這很容易做到,而是因為它很難做到。”當然,當年也是為了擊敗蘇聯人。但是在2069年,人們前往月球,已經有了更多不同的理由:有些人喜歡月球上荒蕪壯麗的景觀;有些人前往月球,利用那裡特殊的環境條件,研製更好的用於救命的藥物,製造質量更好的光纖和晶體。這裏也可以掙很多錢,因為月球上生產的番茄,或者紡織物和藝術作品,在地球上都很好賣。

  但這一切都不會發生——如果50年前,在2019年的時候,我們沒有決定要重返月球。如果要這一切成為真實的未來,現在就要行動。

  在今天,我們前面說到的月球南極基地還只是一個想像。但有一點是真實的:很快究竟重返月球的地球宇航員們看起來會和他們半個世紀之前的前輩們很不一樣:他們將不再全都是美國白人男性,他們也不再會全都是受過專門訓練的宇航員,他們可能是藝術家,也可能是純粹去旅行的億萬富翁。這其中會有來自中國,日本和歐洲的人士,他們中的許多會從美國卡納維拉爾角升空。而一旦他們抵達目的地,他們可能UI居住在充氣型的住房裡,一個個類似樂高玩具那樣的小單間,或者3D打印的居住設施內。而一旦他們抵達月球,他們將會永遠改變月球,以及我們與月球之間的關係。

  大多數參與到月球探測的國家和公司到了這一步,一般都會想要賺回一部分自己的投資款,於是採礦很有可能會成為未來月球上開展的早期活動之一。另外在月球上,水很有可能會是最珍貴的資源之一,至少在人類居住時代的初期是這樣的。水還可以分解為氫和氧,作為返回地球,或者飛向更遙遠星球的火箭燃料,也可以直接燃燒用來產生電力。對於水的需求,可能會讓人類傾向於前往月面上一些撞擊坑內部的陰影區域,尤其是在月球南極地區,早在10多年前,軌道器的觀測就已經證實,月球南極地區存在水冰成分。

  在NASA的“商業月球載荷服務”項目指引下,許多美國私營航天企業開展競爭,研製能夠用於月球的飛船和相關設備,包括一些用於搜尋水的技術。就在2019年3月份,當美國副總統邁克·彭斯指令NASA在2024年將美國宇航員送上月球時,他挑選的地點是月球南極附近,在演講中彭斯也專門強調了那裡存在水資源的重要性。

  但水資源也僅僅是奠定未來月球存在的重要環節之一。月球上有很多地方在未來可能會成為資源開採和牟利的地點。或許在未來的某一天,月球會被劃做保護區,採礦行為將被禁止,人們將在月球上享受旅行的樂趣,儘管這真的是非常冒險刺激的旅行。再或者,月球會成為一個研究基地,就像人類在地球南極設立的那麼多研究站一樣。

  “是時候做出決定了!”一位關注人類航天歷史的人類學家近日發出了這樣的呼籲。麗薩·梅瑟里是美國耶魯大學的人類學家,她認為,要想知道下一批踏足月球的人會是什麼樣的一批人,我們首先必須先弄清楚我們重返月球的目的是什麼。她說:“我對於人類未來太空時代的期待,就是我們必須對重返月球的理由保持誠實。阿波羅計劃完全就是一個政治的產物,但它卻一直以一種凸顯科學性以及人類智慧的形式被講述。我想這一點就決定了哪些人會被選中執行這項任務,並最終踏足月球。”

  事實的確如此。阿波羅計劃的宇航員都是軍隊的飛行員,這些人渴望冒險,享受刺激體驗。他們在美國亞利桑那州和冰島境內接受了匆忙的地質學訓練。整個6次成功的登月行動中,只有在1972年的阿波羅17號任務中有一位真正的地質學家參與,這就是哈里森·施密特,而這次任務已經是阿波羅計劃中的最後一次登月任務了。在梅瑟里看來,未來更具包容性的登月行動如果要成為現實,必然需要任務規劃者們心裡非常清楚,我們想要的究竟是什麼。

  梅瑟里指出:“如果我們去的目的就是採礦,那就明確這一點,明確表明這就是我們將要投資的方向。而如果我們說我們前往月球是為了拓展人類生存的邊界,是為了啟迪下一代的探索者,這很好,請讓藝術家們登上月球。作為一個社會,我們可以花費巨大資金將藝術家們送上月球,在我看來,這樣做就和將一群採礦專家送上月球一樣合理,一樣值得。”

  就在去年,一位日本億萬富翁前澤友作登上了世界各大媒體頭條,因為他被選中,將在2023年搭乘埃隆·馬斯克旗下的SpaceX公司飛船升空,圍繞月球飛行。在媒體面前,前澤友作表示屆時他將邀請藝術家和演藝人員與他同行,並表示相信他們此行的所見所聞將啟迪他們創作出新的作品。他說:“設想一下,如果約翰·列農還在人間,如果他有機會進入太空,親眼見證地球的圓弧形地平線輪廓,他將會創作出怎樣的音樂?”

  美國芝加哥阿德勒天文館的天文學家盧塞尼·沃克維茨指出,前澤友作的計劃與馬斯克常常描繪的未來人類月球和火星定居前景並不相符。她表示,自己常常對馬斯克說的一些話感到反感,部分是因為在他設想的未來之中,幾乎沒有考慮包容性和多樣性,還有一部分是因為馬斯克常常使用一些在她看來並不恰當的詞語,比如他經常說要“殖民”太空,這難免讓人聯想到過去殖民時代的悲慘歷史,而那個時代是以對有色人種和婦女的歧視為特色的。他給人的感覺是那是他設想中的未來。沃克維茨指出:“這種方式不僅有害於我們對未來太空探索的設想,甚至還有替過去可恥的殖民歷史洗白的嫌疑。”

  作為增強包容性的一個象徵性動作,NASA的局長已經宣佈,2024年重返月球的計劃中預計將包含首位登月的女性宇航員。按照目前的規劃,不同於以往的阿波羅計劃,此次2024年登月,NASA計劃在月球軌道上設置一個深空空間站,並以此作為中轉站,抵達月球表面。

人類首次實現月球背面的軟著陸:中國“嫦娥4號”探測器
人類首次實現月球背面的軟著陸:中國“嫦娥4號”探測器

  中國也不甘落後,正全力開發載人登月的相關技術。在2018年,中國加快了其“長征九號”重型火箭的研製進度,這款巨型火箭尺寸和能力與當年執行阿波羅登月的“土星5號”相當。

在月球背面行駛的中國“玉兔2號”月球車
在月球背面行駛的中國“玉兔2號”月球車

  中國相關部門曾經公開宣稱,這款超級火箭將用於在2030年代執行中國的首次載人登月任務。或許從這個角度來說,中國所展示的巨大進步和雄心,正是美國突然之間對載人登月重燃興趣的重要原因之一,甚至可以看出美國對中國的巨大潛力顯示出一些焦慮,比如他們原先公佈的時間是2028年重返月球,而現在在美國總統的直接指示下,NASA重返月球的時間被重新設定在了2024年,提前了4年之久。

亞馬遜老闆傑夫·貝索斯向公眾展示其旗下的“藍色起源”公司研製的“藍月”登月器
亞馬遜老闆傑夫·貝索斯向公眾展示其旗下的“藍色起源”公司研製的“藍月”登月器

  如果下一位在月面上行走的人類不是中國人,也不是美國政府的宇航員,那麼很有可能會是亞馬遜老闆傑夫·貝索斯派遣的採礦工程師。在今年5月份,貝索斯旗下的私營航天企業“藍色起源”向外界展示了一款全新的登月著陸器設計,名為“藍色月球”。在發佈會現場,貝索斯宣稱這台著陸器將幫助美國達成特朗普總統所要求的,在2024年讓美國人重返月球的使命。他說:“是時候重返月球了,而且這一次我們將要留下來。”

  月球公民

  如果中國,美國政府和美國的私營企業都成功將人送上月球,他們將發現自己身處一個國際性的月球村之中。一個國際化的月球村正是歐洲空間局主管簡·沃納所支援的理念。不同國家,不同專業的人們將混合在一起工作。或許你會看到這樣的景象:在月球南極進行考察的中國宇航員們會在路途中偶遇來自其他國家,前往月球背面架設無線電檢測設備的天文學家們。月球背面是一個無線電寧靜區,月球本體屏蔽了絕大部分來自地球的信號,因而能夠非常好的接收來自宇宙深處的無線電信號。這一點極其重要,以至於最近意大利國家天體物理研究所的克勞迪·馬可尼博士公開呼籲,要將月球背面劃為“射電靜默保護區”,保護這裏純淨的無線電信號環境。如果要真的做到這一點,那麼相關政府和企業需要共同努力,製定嚴格規章製度,規範對月球開發的相關行為。

  有些人認為,應當將月球視作類似國家公園的角色,其目標是保持其原始環境。但如何做到這一點?這畢竟將涉及到法律規範問題。在這方面必須十分慎重。這一方面,不僅僅是政府,相關科學家,以及普通公民也都應該參與相關議題的探討。不過,科學家們擔心,要讓人們認識到月球環境的重要性,難度可能要比在地球上更大。原因很簡單:月球太遙遠了,似乎和人們的生活並沒有什麼直接的關係。但是近地空間和其他行星資源應當被視作全人類共有,它屬於所有人,所有國家,所有民族。因此,在遵循“先到先得”的太空開發原則之下,如果沒有長遠規劃和約束,沒有對於環境保護的意識,是不合適的。

  今天,人類在太空中的行為受到1967年製定的《外空條約》的約束。根據這項規則,所有天體,包括月球,都不得被任何國家或機構宣佈為私有領地或領土。但這項規則並未禁止採礦以及其他開發活動。全部108個條約締約國,以及所有的企業,在月球上的行為都必須遵循相關規定,基本上將月球等同於公海。在地球上的海洋中,在距離沿海國海岸線之外200海里之外,就屬於國際水域,各國都享有同樣的權利,這裏同樣遵循先到先得原則,誰先抵達這裏,並有能力進行開發,就可以優先獲得這裏的資源並借此獲取巨大利益。

  還有一個角度需要得到考慮:月球本身。普通人的一生,相比於月球從誕生至今經曆的漫長歲月,簡直就是一瞬間。這給了我們一種強烈的緊迫感,希望自己可以在短短的,大約70年左右的壽命期間取得一些成就。然而,對於月球保護而言,真正可持續的月球環境,實際上應該是讓它保持原始的狀態,不去打擾。

  這顆距離地球最近的天體擁有重要,強大但同時又非常脆弱的環境。我們需要去理解它,並且在採取任何行動之前三思——我們有沒有問過自己,為什麼我們要重返月球並建立殖民地?我們有必要建立這樣一種意識:即將月球視作一個我們世界之外的實體存在,並給予其尊重。

  沃克維茨指出:“在新一輪的全球探月高潮期間,只要我們目光長遠,更加註重包容性,我們將可以做的更好。”是的,進入太空非常困難。但是既然我們可以在工程學上克服這樣的困難,我們在包容性方面,也應該可以做到更好。(晨風)

  專題:月面上的那些垃圾

  從地球上看去,月球基本就是一個原始狀態下的環境。但是同時我們也要想到,已經有過6次載人登月,以及大約20多次的無人著陸計劃成功抵達月球。這樣的後果就是,現在的月球上,已經留下了很多人類丟棄的垃圾。

阿波羅計劃期間,宇航員們丟棄在月面上的一包人類排泄物
阿波羅計劃期間,宇航員們丟棄在月面上的一包人類排泄物

  不管是出於有意還是無意,事實就是,我們已經在月球各地留下了各種垃圾。而現在,新一輪的月球探測競賽似乎已經箭在弦上,預計很快就會有新一批的宇航員抵達月球表面,欣賞到當年奧爾德林所稱的“壯麗的荒涼”。而如果他們真的做到了,抵達了月球,那麼他們將有很大的機會遇見月球上大約18.7萬公斤的垃圾中的一部分。其中有沒有哪些比較有意思的東西呢?隨便說幾個吧,比如:

  1)死亡的棉花

由重慶大學牽頭研製的“嫦娥4號”生物學實驗,成功在月球背面培育出棉花種子胚芽
由重慶大學牽頭研製的“嫦娥4號”生物學實驗,成功在月球背面培育出棉花種子胚芽

  中國發射的“嫦娥4號”著陸器於2019年1月份降落到月球背面,它此行還執行了一個任務,那就是人類首次在月球上種東西:在一個密封容器內,它攜帶的棉花,擬南芥和土豆等植物成為第一批在月球上發芽生長的植物種類。隨著實驗結束,電力供應中斷,溫度調節失效,這些植物很快便在月球夜晚極度的低溫下死亡。這個小小的實驗看似不起眼,但卻是通向未來在月球上建設植物供應基地的道路上邁出的重要一步。

  2)很多的人類排泄物

  不要覺得難以啟齒,這沒有什麼尷尬的,你知道,每個人都需要排泄,宇航員也一樣。當阿波羅計劃的宇航員們從月球表面出發返回地球時,他們需要儘可能拋棄多點東西,以便減輕飛船自重,同時保證為採集的月球岩石樣本騰出空間。於是大量東西被丟棄在月球表面,其中就包括96包屎尿排泄物。

  3)《倒下的宇航員》

《倒下的宇航員》
《倒下的宇航員》

  在月球表面亞平寧山脈的西側一個小小的窪地裡,有一座毫不起眼的紀念碑,它默默紀唸著截止當時,為探索宇宙事業而獻出寶貴生命的8位美國宇航員,以及6位蘇聯宇航員。這座“紀念碑”實際上是一個小小的金屬雕塑,大致刻畫了一位宇航員的形象。它由阿波羅15號宇航員帶上月球表面,同時放在這個小雕塑旁邊的,還有一塊金屬銘牌,上面刻著這14位航天英雄的名字。

  4) 爆炸物發射裝置

阿波羅16號任務期間,宇航員在月球上佈設的爆炸發射裝置
阿波羅16號任務期間,宇航員在月球上佈設的爆炸發射裝置

  為了瞭解月球內部結構,阿波羅計劃的宇航員們使用了爆炸物來製造“月震”,並“傾聽”月震波在月球內部傳輸的情況。這些爆炸物要麼是宇航員離開月球之後遙控引爆,要麼就是設定的延時引爆,等宇航員們開著月球車走遠了再爆炸。有部分起爆裝置現在還留在月球上,但是經過了半個世紀,它們還能使用嗎?這是一個問題。

  5)大衛·科波菲爾魔術的秘密

美國魔術師大衛·科波菲爾
美國魔術師大衛·科波菲爾

  人類最近一次著陸月球的嚐試是在2019年4月份,以色列由私營企業研製的“創世紀”號著陸器在登陸月球的最後一刻出現意外,未能著陸成功。但是飛船上的載荷可能並未被損壞,甚至可能從墜毀中倖免於難。這台著陸器上攜帶了一份包含3000萬頁的數字圖書館資料光盤,其內容包括英語版本的維基百科,上萬本書籍的電子版,以及對於魔術師大衛·科波菲爾魔術原理的技術分析。圍繞月球飛行的一艘美國飛船已經鎖定了以色列飛船的墜落地點,因為理論上,未來登月的人們,如果想要回收這些資料,他們是知道該去那裡找到這艘飛船的殘骸的。

  6 )兩個高爾夫球

僅此一例:美國宇航員阿蘭·謝潑德在月球上打高爾夫球
僅此一例:美國宇航員阿蘭·謝潑德在月球上打高爾夫球

  阿波羅14號的宇航員阿蘭·謝潑德為了在月球上找點樂子可是費勁了心機。在進入飛船之前,他偷偷帶了兩顆高爾夫球還有一根特殊設計,可以摺疊藏起來的球杆。到了月球之後,謝潑德饒有興趣的打起了月面高爾夫球。第一杆,球滾到了一邊的一個撞擊坑裡,但第二杆他打得不錯,球飛出了大約180米遠!謝潑德也就成了迄今為止唯一一個在月球上打過高爾夫球的人!

  7)老鷹的羽毛

  據說,伽利略曾經在比薩斜塔上進行過兩個不同質量的球同時落地的試驗,從而證明了質量不同的物體都會同樣受到重力作用的影響。有些人覺得,可以用羽毛和鉛球來進行對比試驗,但是因為地球上有空氣,這樣的實驗無法進行,但是在月球上就沒問題。阿波羅15號宇航員大衛·斯科特就在月球上進行了這樣的實驗。他讓一把地質錘和一根羽毛同時落下,結果錘子和羽毛同時落地。

阿波羅15號宇航員大衛·斯科特(David Scott)在月球上進行了一項實驗。他讓一把地質錘和一根羽毛同時落下,結果錘子和羽毛同時落地
阿波羅15號宇航員大衛·斯科特(David Scott)在月球上進行了一項實驗。他讓一把地質錘和一根羽毛同時落下,結果錘子和羽毛同時落地

  隨著人類重返月球的腳步愈發臨近,這一次相信我們將會充分考慮月面的環境問題,不會再產生這麼多的垃圾留在月面上。不過對於半個世紀之前留在那裡的那些垃圾,或許我們將它們作為歷史的見證會更加合適,它們早已成為當地環境的一部分,我們就不要再去改變什麼了。

  我們更需要關心的是,未來不要再增加那裡的垃圾。月球是一個寶貴的處女地,我們不能在那裡重複地球上“先汙染後治理”的老路。

  或許,當我們在即將重返月球的當下,我們應該問問自己:我們將會給這顆星球帶去什麼?和我們對地球所作一樣的那些傷害和破壞嗎?

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