《华尔街日报》:新一轮登月竞赛——寻找水源
Micah Maidenberg and Aylin Woodward
各国与私营企业正竞相将设备送往月球表面,但成功着陆却是另一回事。
在科研与深空探索新目标的推动下,全球范围内正掀起一场针对月球表面的任务热潮。许多任务瞄准月球南极——科学家于2008至2009年间首次在此探测到水冰存在的迹象。
据美国国家航空航天局称,水是未来月球基地的关键资源,未来或可用于饮用、设备冷却,甚至制造火箭燃料以支持太阳系更远星球的探索任务。美国国家航空航天局表示,开发月球天然资源意味着未来宇宙飞船无需从地球运输燃料。
“水是月球生存诸多方面的关键,“佛罗里达理工学院行星科学副教授Csaba Palotai表示,“我们推测其储量丰富——这正是我们开展这些任务以精确验证储量的原因。”
月球南极存在水资源的现状也引发了关于资源归属权的担忧。美国宇航局局长比尔·尼尔森近期表示,他不希望看到中国率先派遣人员登陆南极并宣称拥有该处水资源。中国则表示太空探索应促进各国共同发展,造福全人类。
研究人员已证实月球其他区域存在水,包括向阳面与永久阴影区。
人类首次成功将探测器送上月球是在1966年,当时苏联的月球9号成功着陆。三年后,美国宇航员实现了登月行走。
随着技术进步,各国政府与私营机构正计划派遣更多巡视器、着陆器和宇航员登月进行实验探索。月球南极的永久阴影区为着陆任务增添了挑战。
搭载月球25号着陆器的联盟号火箭从俄罗斯发射场升空。俄官方称该探测器已坠毁于月球。图片来源:俄罗斯航天局/法新社/盖蒂图片社俄罗斯曾试图成为首个实现月球南极着陆的国家。但上周日,俄航天局宣布月球25号探测器坠毁。
印度空间研究组织计划于周三尝试让其月船3号任务的着陆器在南极区域降落。该机构拟使用"智慧号"巡视器开展实验。
美国也有自己的计划,要向月球那片区域部署着陆器,部分是通过美国宇航局(NASA)的一个项目,该项目聘请私营公司用它们开发并发射的着陆器运送NASA的设备。
其中一家公司是总部位于休斯顿的Intuitive Machines,该公司上周表示,已预留了从11月15日开始的六天时间,届时SpaceX将发射其Nova-C着陆器飞往月球。该设备将携带多个NASA和商业有效载荷。
Intuitive的首席执行官Steve Altemus表示,该公司一直在努力从失败的着陆尝试中吸取教训。他说:“我们是站在所有尝试过、失败过或成功过的人的肩膀上。”
NASA正在与开发月球着陆器的私营公司合作。图片来源:Aubrey Gemignani/Agence France-Presse/Getty ImagesAstrobotic Technology是总部位于匹兹堡的太空公司,也参与了NASA的着陆器项目,该公司计划明年将NASA的一辆漫游车送到月球南极,以测量月球的水资源。Astrobotic的Peregrine着陆器定于今年年底发射到月球,不过该飞行器不会试图在南极着陆。
俄罗斯航天局Roscosmos表示,周日的失败是因为该机构无法将Luna-25送入预着陆轨道。据俄罗斯国家新闻机构塔斯社(TASS)周一的报道,Roscosmos的最高领导人Yury Borisov表示,该飞行器的推进器在机动过程中点火时间过长,导致了坠毁。
总部位于东京的ispace公司于四月尝试成为首家实现着陆器登月的私营企业——目标位于月球北半球的阿特拉斯环形山。但据ispace透露,着陆器在高度测量环节出现问题,最终燃料耗尽,公司认为其随后坠毁于月表。该公司表示正为后续任务调整着陆程序。
月球着陆绝非易事,主要原因是月球稀薄的大气层无法提供足够阻力来减缓下降速度,不像地球大气层可通过降落伞减速返回舱。
实际上,月球着陆任务需要将航天器从每小时数千英里的速度降至完全静止,期间需持续启动发动机以抵消月球引力导致的加速。帕洛塔伊指出,用于控制下降及轨道调整的燃料极为有限。
“必须建造能在六分之一重力环境下实现软着陆的推进系统,“Astrobotic公司副总裁丹·亨德里克森表示,“这是项极其艰巨的挑战。”
近期遭遇登月挫折的不止日本和俄罗斯。2019年,以色列首个私营探月任务因无法减速而以失败告终——Beresheet航天器在故障后坠毁月球。同年,印度月船2号任务(月船3号前身)的巡视器也因制动推进器故障撞击月表。
中国嫦娥五号月球探测器在中国航天博物馆展出,该探测器于2020年成功完成了月球任务。图片来源:鞠焕宗/Zuma Press过去十年间,中国已成功实施了三次无人月球着陆任务。最近一次是中国国家航天局的嫦娥五号,其搭载的航天器于2020年底登陆月球表面。它采集了样本,随后将样本装入上升器,该上升器从月面起飞并与轨道返回器对接,最终返回地球。
中国计划开展更多月球任务,包括探测月球南极。美国宇航局官员将中国日益壮大的航天计划描述为NASA的主要竞争对手。
作为多年期阿尔忒弥斯探月计划的一部分,NASA也计划让宇航员登陆月球南极附近区域。去年该机构表示,已为阿尔忒弥斯III任务确定了该区域附近的13个潜在着陆点。
月球该区域比阿波罗任务所在的向阳面更黑暗寒冷,着陆难度更大。在月球南极,太阳投射的阴影会使着陆时更难辨识地表特征。
目前定于2025年末执行的阿尔忒弥斯III任务,将使用SpaceX设计的着陆器运送宇航员登月。
写信给米卡·梅登伯格,邮箱:[email protected],以及艾琳·伍德沃德,邮箱:[email protected]
刊登于2023年8月22日的印刷版,标题为《新一轮登月竞赛——寻找水源》。