海纳百川》从中国空间站到载人登月有多远(赵尔东)

图为搭载神舟14号载人飞船的长征2号F遥14运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。(图/新华社)

目前美国的「月神]」项目和中国的「嫦娥」项目,以及俄罗斯等国都在积极筹备新一轮载人登月。

从运载火箭的推送能力看,载人登月可以先到距地面约数百公里的空间站,再从空间站出发,往距地面平均约38万4400公里的月球进行载人登月,也可以从地面用大推力的运载火箭,直接载人奔月。美、俄、中现在都有载人与货运前往空间站的运载火箭与飞船,若在空间站组装奔月的较大推力的运载火箭或也是一较经济的做法。从公开报导看,目前美国(用SLS)和中国(用「长征」) 都在发展由地面直接奔月的大推力运载火箭,但都仍在研制中,美国的研制时程似略领先。

如果没有新的变化,美国主导的国际空间站ISS将于2030年之后不再支援载人登月任务。而美国的新一代登陆月球的出入口空间站 Lunar Gateway Space Station) 仍只是个概念。中国虽然主张和平航太项目的国际合作,且已有巴基斯坦与航太大国巴西等国的参与,但对向执航太领域牛耳的美国而言,这合作是碍难实现的。

在美官方尚无重新建造空间站的立项或预算之际,美国商界似有一种共识,认为民营产业已有足以组建载人登月的空间站的市场与空间。他们的思路是这样的:

因为美国休斯顿太空控制中心JSC的20%人力是用来运转国际空间站ISS的; 15%人力是用来管理其商务太空员的,等到2030年,若无新建空间站的预算,JSC将约有30%的人力被闲置。美国民间若有意接手新建空间站,JSC是何乐不为。而且这样做不仅鼓励了民营产业参与更多的低轨道 (空间站属于低轨道的项目)计划,发挥民营创新的优势,还等于替美国太空总署NASA节省下大笔资金,正好让NASA经由月神计划从事更多的行星研究和外太空探索与溯源,岂非一举两得。

NASA此举并非本身放弃了低轨道方面的主导权而任由民营产业自导自演,其实正是因为有了NASA的主导,国际低轨道空间站ISS才获取了多年来大量的基础科学、理论物理、天文学、医学与生命科学、社会学等多方面的海量宝贵研究成果,这些都将是NASA今后赖以研究恒星以及更多研究所不可或缺的资源。

2020年初, NASA 已发包给 阿胜太空公司 (Axiom Space,暂译名) 开发一个在ISS基础建设(foundational infrastructure)上的组合舱。美国航太科技领头羊之一的洛士普-格鲁曼 (Northrop Grumman)以及其他一些公司,也都在争取开发ISS上的各式组合舱。

美国是有着由政府主导,但「藏技于民」的优良历史与经验的,正因如此,今后NASA继续其光辉传统,对太空与外太空做出伟大的探索与创新几乎是必然的。但众志成城,一如ISS之有国际的参与,这様对美国航太发展更为有利。惟自美国上一届政府开始,即禁止其NASA与中方有任何接触,不利于航太经验的分享。

中国现在也注重「藏技于民」,虽然起步较晚,却可圏可点。2018年 , 中国第一枚民营运载火箭「朱雀一号」发射,卫星未进入预定轨道,不过这也属正常,有那枚运载火箭,不是经多次挫败才得以成功的。

其后大陆民营的双曲线一号运载火箭于2019年将气球卫星和BP-1B卫星成功送入预定轨道。2022年, 民营的谷神星一号(遥三)星光益彩号运载火箭, 把搭载的泰景一号01/02星和东海一号卫星共3颗卫星成功发射入预定轨道,开启了中国民营火箭发展的新时代。

官方的中国长征运载火箭系列更不遑多论,从1996年至2011年,连续成功发射102次,创下世界记录且保持这记录达15年之久。用后来的技术进步与经验积累,长征运载火箭系列又打破自己的记录,创下了从2020年迄今连续103次发射成功新世界记录,刷新这一记录仅用时2年多 ,功夫十分了得。

中国的按部就班、稳中创新的发展模式,造就了一种看似「静如处子,动如脱兔」的高效益航太文化,让例如5G网络实现全面领先世界,北斗导航卫星全球组网,量子通信卫星世界首创,X光望远镜卫星破磁场测量记录,L2点宽带(视频影像数据) 卫星近实时转收发,火星探测卫星高温显能等的重大突破。目前大陆正在研制新一代载人运载火箭,将于2030年左右能够由地面直接载人奔月,此外研制中的重型运载火箭,有望把中国载人地月转移轨道发射载荷的能力提升至50吨级。

有这样优秀的航太文化,从中国空间站到载人登月基地,还能有多远?(作者为航太工程师)

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