海納百川》從中國空間站到載人登月有多遠(趙爾東)

海納百川》從中國空間站到載人登月有多遠(趙爾東)
丹神 風行者

圖爲搭載神舟14號載人飛船的長征2號F遙14運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。(圖/新華社)

目前美國的「月神]」項目和中國的「嫦娥」項目,以及俄羅斯等國都在積極籌備新一輪載人登月。

從運載火箭的推送能力看,載人登月可以先到距地面約數百公里的空間站,再從空間站出發,往距地面平均約38萬4400公里的月球進行載人登月,也可以從地面用大推力的運載火箭,直接載人奔月。美、俄、中現在都有載人與貨運前往空間站的運載火箭與飛船,若在空間站組裝奔月的較大推力的運載火箭或也是一較經濟的做法。從公開報導看,目前美國(用SLS)和中國(用「長征」) 都在發展由地面直接奔月的大推力運載火箭,但都仍在研製中,美國的研製時程似略領先。

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如果沒有新的變化,美國主導的國際空間站ISS將於2030年之後不再支援載人登月任務。而美國的新一代登陸月球的出入口空間站 Lunar Gateway Space Station) 仍只是個概念。中國雖然主張和平航太項目的國際合作,且已有巴基斯坦與航太大國巴西等國的參與,但對向執航太領域牛耳的美國而言,這合作是礙難實現的。

在美官方尚無重新建造空間站的立項或預算之際,美國商界似有一種共識,認爲民營產業已有足以組建載人登月的空間站的市場與空間。他們的思路是這樣的:

因爲美國休斯頓太空控制中心JSC的20%人力是用來運轉國際空間站ISS的; 15%人力是用來管理其商務太空員的,等到2030年,若無新建空間站的預算,JSC將約有30%的人力被閒置。美國民間若有意接手新建空間站,JSC是何樂不爲。而且這樣做不僅鼓勵了民營產業參與更多的低軌道 (空間站屬於低軌道的項目)計劃,發揮民營創新的優勢,還等於替美國太空總署NASA節省下大筆資金,正好讓NASA經由月神計劃從事更多的行星研究和外太空探索與溯源,豈非一舉兩得。

NASA此舉並非本身放棄了低軌道方面的主導權而任由民營產業自導自演,其實正是因爲有了NASA的主導,國際低軌道空間站ISS才獲取了多年來大量的基礎科學、理論物理、天文學、醫學與生命科學、社會學等多方面的海量寶貴研究成果,這些都將是NASA今後賴以研究恆星以及更多研究所不可或缺的資源。

2020年初, NASA 已發包給 阿勝太空公司 (Axiom Space,暫譯名) 開發一個在ISS基礎建設(foundational infrastructure)上的組合艙。美國航太科技領頭羊之一的洛士普-格魯曼 (Northrop Grumman)以及其他一些公司,也都在爭取開發ISS上的各式組合艙。

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美國是有着由政府主導,但「藏技於民」的優良歷史與經驗的,正因如此,今後NASA繼續其光輝傳統,對太空與外太空做出偉大的探索與創新幾乎是必然的。但衆志成城,一如ISS之有國際的參與,這様對美國航太發展更爲有利。惟自美國上一屆政府開始,即禁止其NASA與中方有任何接觸,不利於航太經驗的分享。

中國現在也注重「藏技於民」,雖然起步較晚,卻可圏可點。2018年 , 中國第一枚民營運載火箭「朱雀一號」發射,衛星未進入預定軌道,不過這也屬正常,有那枚運載火箭,不是經多次挫敗才得以成功的。

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其後大陸民營的雙曲線一號運載火箭於2019年將氣球衛星和BP-1B衛星成功送入預定軌道。2022年, 民營的穀神星一號(遙三)星光益彩號運載火箭, 把搭載的泰景一號01/02星和東海一號衛星共3顆衛星成功發射入預定軌道,開啓了中國民營火箭發展的新時代。

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官方的中國長征運載火箭系列更不遑多論,從1996年至2011年,連續成功發射102次,創下世界記錄且保持這記錄達15年之久。用後來的技術進步與經驗積累,長征運載火箭系列又打破自己的記錄,創下了從2020年迄今連續103次發射成功新世界記錄,刷新這一記錄僅用時2年多 ,功夫十分了得。

中國的按部就班、穩中創新的發展模式,造就了一種看似「靜如處子,動如脫兔」的高效益航太文化,讓例如5G網絡實現全面領先世界,北斗導航衛星全球組網,量子通信衛星世界首創,X光望遠鏡衛星破磁場測量記錄,L2點寬帶(視頻影像數據) 衛星近實時轉收發,火星探測衛星高溫顯能等的重大突破。目前大陸正在研製新一代載人運載火箭,將於2030年左右能夠由地面直接載人奔月,此外研製中的重型運載火箭,有望把中國載人地月轉移軌道發射載荷的能力提升至50噸級。

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有這樣優秀的航太文化,從中國空間站到載人登月基地,還能有多遠?(作者爲航太工程師)

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