國際小學堂/美再度挑戰登月 為何更加困難

美國一九七二年的阿波羅十七號計劃後,已逾半世紀未曾重現載人登月;圖由美國航太總署提供,美國太空人施密特當時正在採集月球樣本。(路透)

美國登月器「奧德修斯號」二月廿二日登陸月球,達成阿波羅計劃後美國五十多年來首次月球軟着陸,跟上日本一月登月成功的腳步。但這兩次登陸都不完美,而且過去一年美、日、俄羅斯登月都曾受挫,現在登月似乎比半世紀前還難。專家指出,知識流失、預算減少,成爲當代登月挑戰。

各項月球任務 製表/高詣軒

僅美蘇中印日 曾經成功登月

奧德修斯號由美國民間企業「直覺機器」在美國太空總署(NASA)支持下打造,着陸時「翻倒」在月球表面。無獨有偶,日本的小型無人月球探測器SLIM一月廿日登月時也傳出着陸時傾側,太陽能板角度不利發電。

前蘇聯在一九六六年率先全球實現月球軟着陸,但俄國暌違四十七年的首趟登月任務「月球廿五號」去年八月以墜毀於月球收場。去年四月,日本太空新創公司Ispace的登陸器「白兔|R」下場類似。另一美國企業「太空機器人」的登月器「遊隼號」一月升空後不久,即發生燃料外泄而失敗。

美國有線電視新聞網(CNN)與英國衛報報導,整體而言,有超過一半登月嘗試鎩羽而歸,目前僅美蘇中印日五國曾達此壯舉。這不禁令人不解:距美國最後一次載人登月任務、一九七二年的阿波羅十七號已過半世紀,爲何登月依然困難?

當年設備科技 已被時代淘汰

華府喬治華盛頓大學太空政策研究所主任培斯說,美國許久未登月,各組織都在學習如何再度飛行;登月不只要有太空人,還要有訓練和設備均充分的完善組織,「我們在做的,基本上是重建部分在阿波羅計劃期間具備、但過去五十年間流失的專業知識」。

阿波羅計劃後,登月風潮一度消退。繼一九七六年蘇聯的「月球廿四號」,再有月球軟着陸成功已是二○一三年中國的「嫦娥三號」。領導歐洲太空總署(ESA)月球探索組的戴德曼說,世人曾有數十年未開發月球登陸器,相關科技沒有普遍到可輕易從他國學習。

NASA或其合作伙伴也無法直接找回一九六○年代的登月器草圖並如法炮製,因爲阿波羅計劃使用的科技大多已功成身退,被近半世紀電腦能力、材料科學的躍進所淘汰。此外,每個硬體部件都得從現代的供應鏈取得,但如今供應鏈樣貌已然截然不同,得重新設計製造。

民間設計飛船 成本降風險增

除了技術,CNN指出,大部分的登月障礙來自財務。在阿波羅計劃全盛期,NASA的預算佔美國政府開銷逾百分之四,如今僅佔聯邦支出百分之○點四。亞利桑那州立大學太空政策專家奧特瑞指出,阿波羅計劃的人力以數十萬人計,斥資達千億美元,以當今幣值而言會是數兆美元的計劃,而現在的登月預算完全比不上當年。

相較之下,印度去年八月以「月船三號」成爲登月第四國,印度科技部國務部長辛赫說,月船三號花費約七二○○萬美元,尚不及一出有關太空和月球的好萊塢電影成本。

爲了大幅降低開支,NASA正試圖透過「月球商業載運服務」(CLPS)將小型無人太空船的設計外包給民間,太空機器人、直覺機器等業者都是CLPS計劃參與者。爲了節省成本,代價就是失敗風險提高。

美國登月南極,美國登月器「奧德修斯號」於月球南極地區着陸。照片由Intuitive Machines公司提供。(法新社)

登月兩大挑戰 着陸得靠自己

五十年來,登月的基本挑戰不曾改變,首先是距離。登月旅程約四十萬公里,有人將登月形容爲試圖在紐約擊出高爾夫球、打進洛杉磯的特定球洞。直覺機器執行長阿特姆斯說,登月距離比飛抵國際太空站(ISS)遠約千倍,但相較過去砸下天文數字巨資嘗試登月,現在目標是「用一億美元做出來」。

第二個難題是遍佈死火山、隕石深坑的月球表面,要找到平坦着陸點困難重重。當代無人登月器在最後降落階段會透過攝影機、電腦和感應器,搭配軟體和人工智慧以期安全找到着陸點。

此時在地球的人員無能爲力,因爲在訊號傳遞延遲之間,失誤就可能發生。培斯說,載具着陸時「大多得靠自己」。

此外,月球重力僅約地球的六分之一,且缺乏大氣層,這也造成登陸困難。在登陸火星時,探測器可飛行至目的地再透過降落傘來「煞車」,但登月時卻得完全仰賴引擎減速。較小的月球探測器往往只有一顆引擎,升高出錯風險。

印度登月直播,去年八月廿三日,印度西部阿默達巴德有不少民衆聚集觀看「月船三號」登陸月球的直播。(路透)