美国为什么要重返月球?美国航空航天局(NASA)的新企图对科学意味着什么?
尤金 · 塞尔南(Eugene Cernan)这个名字可能很少有人知道,也许只有那些痴迷于太空探索的太空迷们才能记起他的名字。其实,塞尔南先生和鼎鼎大名的尼尔 · 阿姆斯特朗(Neil Armstrong)一样,也曾在月球上漫步,也曾是美国太空探测计划的角色之一。不同的是塞尔南是最后一个登上月球的人,名声也就相应的排在了后面。
布什总统目前正盘算着在2020年前重返月球。如果布什总统的计划顺利实施,塞尔南先生仅有的一点儿名气也将无法保留了。首要的问题是,去那儿干什么?接下来是,新上任的美国航空航天局(NASA)局长迈克 · 格里芬(Mike Griffin)先生如何去实现布什总统的幻想?
第二个问题好像更急迫,因为布什先生最初的目的是让一个面临窘迫的机构重新振作起来。美国航空航天局,一方面,它的旗舰航天飞机还在地上趴着;另一方面,国际空间站上总也传不出什么让人激动的科学成果。
尤金·塞尔南1972 年在月球上的照片
局长面临两难局面
格里芬在2005年5月19日至22日在华盛顿召开的国际空间发展研讨会上透露了一些他如何去实现布什总统计划的打算。比如,NASA悬赏25万美元征求从月壤中提取氧气的方案。
地球上有土壤,太阳系的其他岩石星体上也有浮土。土壤,部分地说是生物活动的产物,比如蚯蚓等生物。星球上的浮土是一种细粉末,是小陨星长期不断撞击岩石表面,使其逐渐破碎的结果。
通过分析阿波罗计划带回来的月壤,发现其中含有大量的氧。然而,现有的提取氧的方法太慢,没有实际用处。因此,NASA推出了“MoonROx”(Moon Regolith Oxygen,月壤氧气)挑战赛方案。第一个从模拟的月壤中快速提取出规定数量氧气的人将得到这25万美元的奖金。
约翰·霍普金斯大学行星专家保罗 · 斯普迪斯(Paul Spudis)博士是总统重返月球计划委员会的成员。按照他的看法,提取氧气只是个开始。
根据他的研究,一立方米的月壤中除了氧气还有丰富的氢、碳、氮、钾和其他微量元素。这些元素足够制作两块加奶酪的黑麦三明治、两听可乐和两大块果糖。梦终究是梦,月球不是由奶酪构成的,提取这些物质还需要大量的努力。斯普迪斯有保留的表示:月球上的天然资源能否得到有效利用是个“关键问题”。
月球上的资源包括大量的岩石,还有许多月球科学家梦想中的200亿吨水。这些水被认为会存在于两极附近陨石坑的底部(这里阳光照不到,不会蒸发)。除了这些资源,太阳风把一些轻元素,比如氦带到月球表面并留在那里。一些喜欢幻想的人认为,这些氦或许能在地球上找到市场——主要用于核聚变反应堆。也许月球上还有铂和其他的贵金属,它们由小行星碰撞后带到月球上的。
上面提到的各种物质中最不确定的是水。早先的两个探测器发现了一些水的证据,但并没有得到证实。所以,NASA计划在2008年发射月球勘测轨道器(Lunar Reconnaissance Orbiter),进行更加彻底的勘测。同时绘制详细的图表,并帮助确定新的着陆点。
在斯普迪斯的头脑中已经有了一个合适的地方,一个以英国探险家沙克尔顿命名的陨石坑。这个陨石坑位于月球南极,陨石坑边缘有四分之三的时间被阳光照射,比较适合发电。相比之下月球其他大部分表面只有一半时间能得到阳光。还有,陨石坑的底部终年漆黑一片,如果幸运的话,可能会有冰存在。
这些听上去很让人振奋。不过,实现把人再次送上月球本身并不是布什总统的最终目的。他希望人类能够探索宇宙,至少怎么说也得是火星。月球只是一块垫脚石,是一个教人如何在另外世界上生活的地方。在月球上开发的新的生存技术和系统将被用在火星上。比如,人与机器人更好的配合,恶劣环境下的持久生存技能,更好的“闭环”资源循环再利用系统,更好的远程医疗技术等。在月球上练习是比较现实的,毕竟到月球的旅途只需要三天。
对于在2008年发射月球勘测轨道器的计划,有人认为登月就是目的,有人则强调这仅仅是一个垫脚石,揭示了NASA有一个更深远的计划,也就是对重返月球计划的真正目的看法不一。
对此,太空先驱基金会主席瑞克 · 图姆林森(Rick Tumlinson)指出,对于一些人而言,意味着挖掘月球上的氦和铂;对另一些人而言是要建立月基天文台;还有人想收集太阳能输送回地球。
而最富野心的可能是布什总统,这个计划意味着人类将要开始亲身探索太阳系其他部分。对于图姆林森来说葫芦里究竟卖的是什么药?抑或梦想在月球定居,然后改变我们的文明。
面对这些各式各样、相互竞争的盘算,格里芬局长如何打算真是不容易。布什总统的幻想对当前而言是主导方向,但可能不会永远如此。
月球车
根据NASA探测系统办公室副主任克雷格 · 斯蒂德尔(Craig Steidle)的观察,整个计划最困难的方面是“持久性”。他的意思是说如何保持项目政策的持久不变。要知道议会、政府部门、NASA领导都会变换,他们的想法可能不同。此外还有一些政要说客总在宣扬政府太不重视私人的作用。
有多少科学?
从另一个角度说,可能登月能否实现并不是问题的关键。真正的目的是给一个漂泊不定的机构找一些热点,这才是布什总统的初衷。这种重新定位将对NASA的科学计划产生深远的影响。一些人认为,NASA本应该侧重的重点没有得到应有的重视。斯蒂德尔表示,这个计划“第一位的、首要的任务”是推进先进科学。
毫无疑问,不管结果如何,NASA需要科学来实现登月计划。并且,在月球上确有许多有趣的科学可以去研究。但是,如果NASA的第一要务是获取知识,如果操纵整个计划的是科学家,他们很可能不会花费15年的时间耗费640亿美元去实现一次月球之旅。
相反,科学家们可能更愿意去建造一架空间望远镜探索宇宙的起源,搜寻太阳系外的类地行星;发射一个无人探测器去造访充满诱惑的木卫二;资助荣耀(Glory)计划来研究地球气候方面的基本问题。即便如此,科学家们还能剩下大笔的钱去做别的事情。
无论是重返月球计划,还是其他空间探测计划,这只是NASA将要去做的。不管具体如何操作,重返月球的真实要求首先是实现登月,然后再谈科学发现。这也正是美国航空航天局的未来所在。阿波罗计划的部署也是如此,最后一次阿波罗登月任务中尤金·塞尔南的同伴哈里森 · 施密特(Harrison Schmitt)是整个阿波罗计划中第一个、也是唯一一个科学家。他的名字更是不为人所知。即便是在NASA的鼎盛时期,科学家也一直是排在第二位的。
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“阿波罗”登月计划
“阿波罗”计划是美国航空航天局(NASA)从1961年到1972年从事的一系列载人登月飞行任务。在1960年代的10年中主要致力于完成载人登月和安全返回的目标。在1969年阿波罗11号宇宙飞船达成了这个目标,宇航员尼尔·阿姆斯特朗(NeilArmstrong)成为第一个踏上月球表面的人类。为了进一步执行在月球的科学探测,“阿波罗”计划一直延续到1970年代早期,总共耗资约240亿美元。“阿波罗”计划是美国航空航天局执行的迄今为止最为庞大的月球探测计划。阿波罗飞船的任务包括为载人登月飞行作准备和实现载人登月飞行。这项计划已于1972年底结束。它详细地揭示了月球表面特性、物质化学成份、光学特性并探测了月球重力、磁场、月震等。