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探月熱潮:為什麼大家都想在2022年去探索月球?

'Museum of the Moon' installation artwork by Luke Jerram. A man looking at the Moon installation

Getty Images
2022年將會是探月工程重要的一年。

繼全無登月任務的2021年後,我們今年將會迎來一連串的探月工程。

美國太空總署(NASA)將會啟動阿提米絲計劃(Artemis programme),並贊助其他數個任務,把物資和工具送上月球,供航天員將來使用。

印度、日本、俄羅斯、南韓和阿聯酋將於今年啟動探月任務。而多個國家和私人企業今年也會爭相登上這顆地球的衛星。

這些計劃都是不載人的航天任務,它們主要的目的,是為未來十年內,人類能夠可持續地逗留在月球奠下基礎。

但是在月球建立太空站也不是這些任務的最終極目標。那一切工作,最終為的是能夠成為載人登陸「紅色星球」——火星的踏腳石。

布里斯托大學的天體物理學者萊因哈特博士(Dr Zoë Leinhardt)相信,我們將在今年這場新太空競賽中看到新晉國家加入。

雖然這些任務中不少是要探索和了解月球,但有些任務的目標更為遠大。

萊因哈特指,「有些任務擁有遠大的目標,登月不單單是為了印證一個概念,更是測試新科技和合作計劃的機會。」

那麼,今年會有什麼登月大計?它們的目標是什麼?以下是今年人類探索月球的任務:

美國太空總署阿提米絲1號和CAPSTONE任務

太空總署阿提米絲計劃的目標是要在2025年前把人類帶返月球,這項任務今年三月起就會為落實這個具野心的目標作凖備。

這項登月任務將不會載人,而是由一具假人坐上飛船的指揮航天員座位。這個像真度極高的人體模型,取名為美國太空總署工程師坎波斯(Arturo Campos);坎波斯是當年把波羅13號安全地返回地球重要人物之一。

屆時,人偶坎波斯將會肩負著測試航天服的角色,阿提米絲航天員將會在發射、入進火星大氣層等不同任務階段穿著這套航天服。

而任務中,太空總署擁有的全球最強運載火箭——太空發射系統(SLS)也會擔當重要角色,搭載獵戶座宇宙飛船(Orion)前往月球,以測試這座將會載人的宇宙飛船的安全。

由於宇宙飛船高速重返地球時,將會經歷接近攝氏2,760度的高溫,太空總署會密切地留意宇宙飛船防熱盾的數據。

今年,我們也會看到阿提米絲計劃的另一個重要部分邁出一大步。

The Orion spacecraft

Getty Images
獵戶座宇宙飛船是美國太空總署獵戶座宇宙飛船登月任務的第一步。

它便是Capstone任務,全名為「月軌內自主定位系統技術操作及導航實驗」,是阿提米絲計劃中的探路任務。

太空總署將於今年三月發射一個恰如微波爐大小的立方衛星(CubeStat)「Capstone宇宙飛船」測試一條月球中心軌道,與月球一同圍繞地球運轉,為的是確保航天員未來旅程的安全。

「終極目標是火星」

太空總署取得所有測試數據後,會把他們用作確認阿提米絲計劃另一個重要部分「門戶」(Gateway)的操作模式。

根據太空總署的闡述,「門戶」是一個圍繞月球行走的多功能基地,為人類能長遠地能返回月球提供所支持。

若所有事情都如計劃般進行,2025年,阿提米絲3號就將會是繼1972年的阿波羅17號任務後,首個載人登陸月球計劃;該任務更會計劃把首名女航天員和首名非白人航天員送上月球。

中佛羅里達大學的行星科學家薩金博士(Dr Hannah Sargeant)解釋,我們花那麼多精力探索月球,其實還有更遠大的目標;「門戶」亦是方便人類進行更深入太空探索工程的中途站。

她指,「開展機器人登月任務僅為藍圖上的第一步,然後下一步會是建立月球太空站、月球基地,最後更會是載人上火星。」

印度、日本、阿聯酋的任務

除了美國太空總署,其他國家和私人企業今年同樣放眼於月球。

它們當中有的會專注於研究,有的會負責運載物資和設備。

印度太空研究組織(ISRO)兩年前歷過登月著陸失敗過後,將再接再厲,計劃第三次月球探測任務「月船三號」(Chandrayaan-3)。他們將會於今年第三季發射搭載著一枚著陸器與一枚探測車的宇宙飛船到月球。

日本今年也將進行兩項具挑戰性的月球任務。

日本的宇宙航空研究開發機構(JAXA)打算於今年四月把一枚自家開發的月球著陸器送上月球。

這個名為「智能月球探測器」(SLIM 或Smart Lander for Investigating the Moon)的著陸器會大展拳腳,展示其精凖著陸技術,又會運用人臉識別系統的技術來識別月球的隕石坑。X射線影像和光譜任務(XRISM)太空望遠也會同行前往月球。

至於日本太空公司ispace也將會於今年下半年發射一枚著陸器到月球。這場名為第一任務 (M1)的計劃,是日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的商業月球探索計劃Hakuto-R的一部分,他們將會部署兩個月球探索機器人。

當中一個是由JAXA建造的。另一部四輪月球車Rashid則是由阿聯酋製造,將會測試月球上的土壤。

俄羅斯的Luna 25任務、韓國探路者月球軌道器

The Luna-25 lunar lander is seen in an assembly facility of the S.A. Lavochkin Research and Production Association

Getty Images
俄羅斯的月球著陸器 Luna 25 將登陸落在月球的南極。

俄羅斯2022年的月球任務稱為Luna 25。

這將是俄國45年來首次登月任務,也將成為他們首次登陸月球南極的任務,該處同樣是美國太空總署考慮進行載人月球任務的地方。俄羅斯航天局Roscosmos計劃於 2022年7月發射任務的著陸器。

一個月後,韓國航天局韓國航空宇宙研究院也會於2022年8月把韓國探路者月球軌道器 (KPLO) 發射到月球。

KPLO 將探索月球表面,並為未來登陸月球兩極的任務鋪路。

美國太空總署商用機器

私營公司也參與了這一股登月熱潮。

在美國太空總署一項名為商業月球有效載荷服務計劃(CLPS)下,多家太空公司將會競投提供運送有效載荷物到月球表面的運輸服務。

總部位於美國德州休斯頓的Intuitive Machines計劃在2022年初利用名為Nova-C的六足月球機器人將運送到月球表面。

其後,總部位於美國賓夕法凡尼亞州的Astrobotic Technology將於2022年年中開展任務。該公司的派瑞格瑞一號任務(Peregrine Mission 1)將攜帶用作科學研究的有效載荷,包括一個箱子形狀的四足著陸器。

這些任務的目標是什麼?

薩金指,不少月球任務會致力於調查月球的環境,繼而得知如何保護航天人員和航天器,免受到月球粉塵和強烈太陽風等危險威脅。這項任務同時也給予了科學家機會,去測試一些用作製造水等資源的原型工具和實驗。

「我們希望在進行載人任務,讓航天員依賴它們製造的資源前,先確保這些機械的運作正常」,她說,「最終,這些資源可能可以用作生產前往火星的燃料」。

「月球也是一個試驗場,測試一些最終希望能夠用在紅色星球上的技術。月球與我們的距離較近,路程只要三天,而非火星,至少要花六個月才能到達。」

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