民族主義上太空:美中兩國仍是最大的「月球玩家」

民族主義上太空:美中兩國仍是最大的「月球玩家」
Photo Credit:Reuters/達志影像

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中國登月在美蘇都沒有軟著陸過的月球背面,有兩種影響,第一,當然是在月球競賽中先行一步,為建立基地做準備,第二,由於美蘇都沒有到過月球背面,中國先到達,也會為潛在的「領土主張」帶來便利。

1月3日,中國探測器嫦娥四號在進入月球軌道4天之後,終於登陸月球背面。這是人類歷史上第一次在月球背面軟著陸,也是中國第一次做到美國(和蘇聯)不曾做過的事。對美國國安界來說,這頗有第二次史普尼克危機(Sputnik crisis)的感覺。

史普尼克危機是指1957年,蘇聯在美國之前搶先成功發射第一顆人造衛星史普尼克號,讓此前一直以為自己處於領先地位的美國大為震驚。美國在戰後第一次有危機感,從此美蘇進行了史無前例的傾舉國之力地投入的太空科技競賽。在50-70年代大約20年内,雙方都產生很多回頭看來有點不可思議的驚人成就。

美蘇為何沒有到月球背面?

可是,美蘇偏偏遺留了月球背面。月球背面這麽神秘,為何美蘇的科學家都沒有派出飛行器登陸呢?

由於地球和月亮之間距離較近,經過潮汐力的長期作用,月球自轉的周期和繞地公轉一致,形成同步自轉(synchronizedrotation)或「潮汐鎖定」(tidallocking)。這樣,在地球上看月球,永遠只能看到月球的一面,即正面或近端(nearside),背面或遠端(farside)是看不到的。而如果在月球上觀察地球,則地球彷彿固定在太空中自轉。

這是幾何學上的限制。要觀察到月亮背面,除非派出飛行器繞到月亮背後。1959年,蘇聯月球三號探測器(Luna3)第一次跑到月球背後拍到照片。這才是人類第一次知道月球背面的秘密。此後蘇聯探測器多次拍到月球背面照片。美國則在1962年首次在月球背面硬著陸。美國阿波羅計劃中,宇航員也多次在高空繞到月球背面拍照。

當年美蘇太空競爭,雙方都取得不小成就。美國率先(及唯一)成功把人類送上月球,邁出「人類的一大步」不在話下;蘇聯則在飛越月球(1959,Luna 1)、航空器硬著陸(1959, Luna 2)、航空器軟著陸(1966,Luna 10)、環繞月球飛行(1966, Luna 10)等都拔得頭籌。可是,雖然在60-70年代兩國進行過總共65次航天器登月,包括6次載人登月,但所有登月地點都在正面。那麽為何沒有在背面的登陸呢?

原因可以推測有幾個。

第一,由於人類觀察月球正面已經數千年歷史,對正面的瞭解遠遠多於背面。航空器在正面登陸自然更容易。

第二,在背面登陸,由於被月球阻擋的幾何限制,無法與地球直接通信,除非有中繼衛星「轉接信號」,否則無人航空器轉到背面之後就和地球失去聯繫,既不能傳回資料,也無法控制,難以軟著陸;載人登陸的話則風險比正面登陸大很多。

第三,當時美蘇為登月競賽傾盡全力,美國對NASA的支出在高峰期已接近GDP的4%。這種程度的對民生意義不太緊密的科技項目的全力投入,恐怕以後都再難一現。這種競賽當然優先考慮最能出成績,最能宣揚「國威」的項目。於是,背面登陸並沒有被重點考慮。

第四,在美國成功把人送上月球之後,嚴重打擊蘇聯的宇航員登月計劃(N1/L3計劃),勝負已分。美國1972年之後就再沒有登月。蘇聯雖然繼續嘗試,但最終也沒有實現,於是在1976年後也停止登月工程。當從月球取得的樣本已經足夠多,即便在研究上,也缺乏進一步登月的必要性。雙方轉移目標,把競爭放在行星探測、航天飛機、太空站等項目。

最後一批登月宇航員之一,也是第一個登上月球的地質學家舒密特(Harrison Schmitt)曾經努力遊說NASA登陸月球背面,也提出過把一顆航空器放在拉格朗日「L2」點作為信號中繼之用。但是NASA最後以風險和資金的原因拒絕了這個建議。可見一斑。

第五,1967年美蘇英三方簽訂《外太空條約》(Outer Space Treaty),規定「各國不得通過主權要求,使用或佔領等方法,以及其他任何措施,把外層空間(包括月球和其他天體)據為己有。」又規定:「禁止在天體建立軍事基地、設施和工事:禁止在天體試驗任何類型的武器以及進行軍事演習。」條約邀請其他國家加入(中國後也加入了)。這樣月球已經缺乏軍事戰略利益。

第六,月球也缺乏經濟利益,移民月球也只是科幻小說的題材。

因此,當時的登月競賽很大程度上是宣揚國威和社會制度優越性所驅動的。當勝負已分,自然就沒有繼續下去的必要了。

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Photo Credit: Reuters/達志影像

中國登月計劃的崛起

美蘇競爭當年,其他國家遠遠落在後面。第三國(日本)航空器在月球硬著陸已經是1990年的事了。

在美蘇之外的國家,中國是策劃月球探索計劃最積極的一個。2003年,中國啓動「嫦娥工程」,計劃在20年内完成「三大步」,即探月、登月、駐月。其中探月部分又分為「三小步」,即繞(繞月飛行)、落(登陸月球)、回(返回地球)。2007年,嫦娥一號繞月成功,2009年硬著陸成功(第五個硬著陸國家)。2013年,嫦娥三號帶上月球車玉兔號,在月球正面登月成功。去(2018)年5月,鵲橋號中繼通訊衛星到了拉格朗日「L2」點,為背面著陸做準備。這次,嫦娥四號帶上玉兔二號,在月球背面登月成功。這都是小三步的「落」的階段。此外,嫦娥五號在2014年繞月後返回地球,可以算是「回」的初期嘗試,儘管真正的「回」應該是著陸月球之後再回來。中國本來打算在2017年用嫦娥五號測試「回」,由於長征五號發射失敗,計劃推遲到今(2019)年12月。


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