54年过去了,为什么提前重返月球的是中国?
文章来源:星创科服 ,作者:罗宁
照片上的这个脚印,是人类历史上最重要的脚印,没有之一。
54年前的7月20日,在38万公里外的遥远月球上,人类首次将脚印留在上面,当时,有约6亿人从黑白电视上共同见证了这一伟大时刻。
“这是一个人的一小步,却是人类的一大步。”
踏上月球的土地,宇航员尼尔·阿姆斯特朗说出了令全人类骄傲的话。
之后的几年间,人类曾6次登陆月球,不少人相信,照这样的速度,只要再过20年便能登上火星。1972年,执行阿波罗17号登月任务的尤金·塞尔南在面对即将离开的月球时说:
“我们还会带着全人类的和平与希望回到这里。”
然而,54年一晃而过,人类有了计算能力和存储空间超过阿波罗登月火箭一百万倍以上的智能手机,有了一秒能下载一千首歌的5G网络,有了能通过人类综合考试、给莫言写演讲稿的ChatGPT,却没能踏上火星,甚至再也没能重返月球。
重返月球,为何又变得遥不可及?
登月工程不仅耗资巨大,且伴随有极高的风险。科幻作家刘慈欣对此曾总结,这不像在车库里一个人动手就能攒出的计算机,从登月运载火箭、月球着陆器、月球探测车到太空中的空间站,无不需要集合无数人的心血和努力,甚至可能几代人共同才有可能做到。
曾经登月的美国,也是在美苏争霸的特殊时期完成了壮举,冷战结束后,由于各国对于太空事业的投入不再像过去那样疯狂,人类重返月球计划走向低谷。
01新时代到来,重返月球竞赛重启
不过,当时间来到21世纪,登月又成为全球巨头关注的焦点。
一方面,在过去不断探索中人们发现,月球可能包含丰富的矿产资源,这对于地球资源短缺的人类社会具有很强的吸引力,各国开始意识到月球的重要战略价值与商业潜力。
中科院院士、中国绕月探测工程月球应用科学首席科学家欧阳自远指出,月球有丰富的矿藏,其中6种矿物是地球没有的。而地球上最常见的17种元素,在月球上也比比皆是。例如可作为核电站能源的氦-3、含量极其丰富的钛金属和稀土等,都能为人类社会发展提供重要资源。
另一方面,航天技术和运载工具的进步带来了显著的成本下降,使登月计划更经济可行,这样的机会也吸引了很多企业的关注与投入。
例如,从公开资料中可以看到,早期的阿波罗登月太空船研制成本在当时超过200亿美元,而现代的SpaceX星舰太空船首次发射成本约30亿美元,前后相比,经济成本被大幅降低。再比如,同等任务情况下,曾经的登月太空船只能使用一次,而现代太空船可重复使用10-50次,如此便可将运营成本大幅降低。总之,在涉及人类登月的许多环节上,科技进步都带来了成本的显著下降。
当然,还有很多其他方面的原因:例如全球地缘政治变化,月球可以作为极佳的太空科研基地和中继站选址,成为各国进入太空更深处的重要布局。以及来自上世纪60-70年代登月成功积累的宝贵技术与经验,帮助科学家们降低了登月风险与难度,也增强了世界各国再探月的信心与决心。
因此,重返月球计划从低谷走出,再一次被越来越多国家和地区重视起来。中国、美国、欧洲、印度、日本、以色列等都表示要带领人类重返月球,看看下面这张图就知道竞争有多激烈了。
然而,之后的事实和结果却相当惨烈,很多国家和地区的登月计划要不失败、要不延期:
2019年,以色列创世纪号(失败)
2019年,印度月船二号Vikram着陆器(失败)
2022年,日本“好客”号微型登月探测器(失败)
2023年,日本Hakuto-R着陆器(失败)
说到美国,美国于2017年提出了阿尔忒弥斯计划,参与该计划的包括美、加、日以及欧洲航天机构,这看似强大的组织提出了2024年重返月球的宏伟目标。然而,由于执行计划的NASA不断面临政府更迭、资金短缺、项目管理等种种问题,美国重返月球计划近年来被多次延期。
例如,在2014年9月,经过长达四年的招标,NASA选择了波音和SpaceX承担载人航天项目,两家公司分别得到了43亿美元和25亿美元的合同。在不一样的资金支持的情况下,两家公司要实现的目标却相同。
作为SpaceX的CEO,埃隆·马斯克曾表达过对订单金额的不满,认为这并不公平。同时也有美国国会议员在听证会上质疑,表示政府不应该选择两家公司来完成载人航空任务,应当将资源集中交给一家公司完成。
事实证明,这一定程度上延缓了美国重返月球的计划。例如承接美国空间发射系统(SLS)项目的波音公司,由于研发资金不足导致数次拖延时间,交付时间从原本的2016年一直延后,且预算不断超标。
波音公司最初声称SLS将耗资60亿美元,计划于2016年首飞。发射一次的成本在8.76亿-20亿美元之间,具体取决于如何计算相关的间接费用。然而几经延误,SLS直到2022年才真正进入状态,且单次发射成本上涨达到40亿美元。即便如此昂贵的成本,火箭也只是一次性的,不可重复利用。据最新估计,到2025年,该项目将耗资930亿美元,引发了国会议员的强烈不满。
另外,前不久的一则消息也反映了美国登月计划的不顺。NASA监察长保罗·K·马丁在有关于2024年重返月球的报告中表示,由于在研发新一代太空服的过程中出现问题,美国无法在2024年之前将新一代太空服研发出来,这预示着美国重返月球的计划或许将再添变数。
如今,美国的目标是在SpaceX和Blue Origin等私营企业的帮助下,在2025年底之前让宇航员重返月球表面。但也有不少行业专家认为,以阿尔忒弥斯计划现在的推进情况,美国登月也许还将延期。
唯一的不同是中国!
如果说围在登月计划的牌桌之上,美国筹码最多,日本、欧洲手牌好、入场早,那中国也许就是筹码和手牌都很一般且上桌不久的“新人”,但这样的“新人”,却在登月这件事上创造了一系列壮举。
02“绕落回”三步走下的“中国智慧”
早在2004年,国防科学工业委员会领导就曾对外表示,中国探月工程规划为“绕、落、回”三期,要在3年内实现绕月飞行,6年内实现月球车软着陆,2020年之前将月壤样品带回地球。
如今回过头来看,近二十年的时间里,中国人在登月这件事上几乎一步步按照计划时间表完美进行。
2007年10月24日,嫦娥一号卫星发射,在轨有效探测16个月,2009年3月成功受控撞月,实现了中国自主研制的卫星进入月球轨道并获得全月图。
2010年10月1日,嫦娥二号发射,作为先导星,为二期工作进行了多项技术验证,并开展了多项拓展试验,目前已结束任务。
2013年12月2日,嫦娥三号探测器发射,12月14日实现落月,开展了月面巡视勘察,获得了大量工程和科学数据。
2014年10月24日,我国实施了探月工程三期再入返回飞行试验任务,验证返回器接近第二宇宙速度再入返回地球相关关键技术。11月1日,飞行器服务舱与返回器分离,返回器顺利着陆预定区域,试验任务取得圆满成功。
2018年12月8日,嫦娥四号探测器成功发射,经过26天的飞行后,嫦娥四号成功着陆月球背面,实现了人类探测器首次月背软着陆,创造了世界探月史上新的里程碑。
2020年11月24日,嫦娥五号成功发射,并于当年12月17日成功携带月球表面土石样本返回地球。
作为我国探月工程“绕落回”三步走中的收官之战,“嫦娥五号”实现了我国航天史上的四个“首次”,即首次月面自动采样、首次月面起飞上升、首次实现月球轨道交会对接、首次带月壤高速再入返回地球。
面对登月的宏伟蓝图,中国用近20年的努力,不断刷新着属于自己的新纪录,但这还远远不够,我们有更大目标,那就是带领人类重返月球!
就在今年5月29日,中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,随着我国将另外三名宇航员成功送入太空,我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球,这比原本计划的2030年登月时间进一步提前,在全世界,只有中国做到了比原定计划提前登月。
这不仅是我国太空探索历史上的重要时刻,也足以在世界科技史上留下浓墨重彩的一笔,然而在这背后,离不开无数航天人的努力。
林西强介绍登月计划时说,中国载人月球探测工程登月阶段任务总的目标是:2030年前实现中国人首次登陆月球,开展月球科学考察及相关技术试验,突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登、巡、采、研、回”等多重任务,形成独立自主的载人月球探测能力,将推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展,深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识,为月球科学的发展贡献中国智慧。
“中国智慧”背后,一方面包含着我国对登月计划每一个环节的精准把控。从嫦娥一号到嫦娥五号,我国航天人稳扎稳打,确保每一步都能取得成功。“绕”这一步,首先实现卫星绕月飞行探测,这一阶段主要任务在于研制和发射能够探测月球的卫星,为后续工作铺路。
“落”为第二步,“嫦娥二号”成为“嫦娥三号”先导星,先验证了一部分关键技术,又对预选降落区域进行了探测。随后于2013年发射的“嫦娥三号”实现了月球软着陆。
“回”为第三步,我们的航天员不能当滞留的“嫦娥”,而要随探测器返回地球。同时,科学家也需要在地球对月球样本进行分析。因此,这个阶段要把月球车采集到的样品带回来。只有实现相应的技术,我们才能完成登月的构想,并成功携带月球资源返回地球。
如期成功实现以上三步后,我国针对2030登月这一目标,又启动部署开展各项研制建设工作,包括研制新一代载人运载火箭(长征十号)、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服等飞行产品,新建发射场相关测试发射设施设备等。
另一方面,为进一步提升工程近地轨道综合能力和技术水平,我国将统筹载人月球探测任务,研制可重复使用的新一代近地载人运载火箭和新一代近地载人飞船;为进一步支持在轨科学实验、为航天员的工作和生活创造更好的条件,将适时发射扩展舱段,将空间站基本构型由“T”字构型升级为“十”字构型。
就在7月12日,中国载人航天工程办公室副总师张海联在武汉举办的第九届中国(国际)商业航天高峰论坛上披露了我国载人登月的初步方案:
采用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至环月轨道在轨交会对接,航天员从飞船进入月面着陆器。其后,月面着陆器将单独下降着陆于月面预定区域,航天员登上月球开展科学考察与样品采集。在完成既定任务后,航天员将乘坐着陆器上升至环月轨道与飞船交会对接,并携带样品乘坐飞船返回地球。为完成这项任务,我国科研人员正在研制长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、载人月球车等装备。
一系列井井有条的规划,背后透露出中国在探月计划过程中的周密和稳健,而在过去的十多年里,一代又一代航天人围绕探月工程“绕落回”进行过许多努力,也体现出我国集中力量办大事的巨大优势,这正是中国和其他国家最大的不同。
03登月阶段性成功,点燃中国商业航天热情
探月工程的阶段性成功,极大增强了我国国民对航空航天事业的热情,也让资本和市场开始关注商业航天这一赛道。
商业航天领域主要包括运载火箭、人造卫星、载人航天、深空探测以及空间站五大方向。在国内,目前人造卫星的商业价值较高,应用领域较广,载人航天和运载火箭更类似于运输载体,这些领域成熟度较高,发展也更加快速。但空间站和深空探测领域还没有较高的商业应用,目前发展仍处在较早阶段。
2014年11月,就在我国探月工程三期再入返回飞行试验任务圆满完成之际,《国务院关于创新重点领域投融资机制激励社会投资的指导意见》公布,激励民间资源介入国家民用空间基础设施建设,国内商业航天赛道被彻底激活。
2015年,这被认为是中国民营商业航天的元年。《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》出台,明确鼓励民营企业发展商业航天。随后,中国商业航天在“航天强国”的热潮中快速成长并走上发展的快车道。
在一系列政策推动下,我国商业航天迎来了快速发展的机遇期。包括长光卫星、九天微星、国电高科、银河航天、零壹空间、微纳星空等一批商业航天企业崭露头角。
睿兽分析数据显示,2016-2022年商业航天一级市场累计公开披露融资事件366个,披露融资总额262.7亿元。从2016到2020年,融资事件稳步增长,2020年披露融资金额最高(70.4亿元);2021年融资热度稍降(披露融资金额48.91亿元);2022年呈现回温上升趋势,已公开披露融资事件54个,披露融资金额66.65亿元。
目前,国内已有上百家机构入局商业航天赛道,中科创星、经纬创投、中信建投资本等投资机构多年来在该领域持续加码,覆盖商业航天元器件、火箭制造、火箭发射、卫星制造、卫星测控、卫星运营在内的全产业链条,由此,国内形成了民间资源支持的商业航天产业集群。
与此同时,硬科技科创服务正在帮助更多民营企业走向更成熟的商业化道路。例如,2023年4月,罗永浩在淘宝直播间卖出一颗卫星,成交价100万元,在官方直播间内,罗永浩幽默指出,该产品“包邮”、“包发射上天”。并且,直播间还提供了很接地气的“太空自拍载荷服务”。
对此,经济日报刊文评论:“网购卫星预示着曾经高不可攀的天上星辰未来或将步入寻常百姓家。从更深层次的角度来看,或许将进一步激发全体国民的航天热情,进一步拓展民营资本‘步入太空’的广阔空间,从而为航天事业的发展注入更多活力与动力。”作者更进一步指出“今天的网购卫星,或许是未来太空商业星辰大海的啼声初试。”
而在这一项目背后,是来自西科控股、中科创星和星创科服的资源投入与大力支持。实际上,作为硬科技企业持续发展的其中一环,科创服务为帮助企业解决“找钱”、“找人”、“找订单”等实际问题发挥了关键作用。通过成熟的市场策略,科创服务能够为硬科技企业寻找客户,帮助企业验证技术和产品,从而助力硬科技企业跨越“死亡谷”,并最终获得市场认可。
现代航天事业的创造人、航天理论的奠基者康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基有一句名言:“地球是人类的摇篮,但我们不可能永远生活在摇篮里。”
著名科幻作家,《三体》作者刘慈欣曾说:“对我来说,人类历史分两部分,一部分是登月以前,一部分是登月以后。当然我这个标志可能并不能得到大家的承认,但是我相信,假如人类要延续万年以上的话,这个标志会让越来越多的人承认。”
月球虽然遥远,但人类要想走向未来,必然会再度踏上月球的土地,自古以来,我国就有“上可九天揽月”的豪迈理想,经过无数代人的共同努力,我们这代人将有机会亲眼目睹这一盛况,并且,还远不止于此。
毕竟,我们的征途是星辰大海。
参考资料:
新华社:专家解读探月工程意义和价值:我们为什么要探月
https://www.gov.cn/jrzg/2007-10/23/content_784343.htm
中国科技网:《自然》刊文分析:私企登月为何如此艰难
www.stdaily.com/guoji/shidian/202305/92c7942b1c494425afee5e6906d91257.shtml
中国科学院:从“嫦娥一号”到“嫦娥五号”
https://www.cas.cn/kx/kpwz/201807/t20180726_4659513.shtml
国家航天局:NASA新登月火箭再次延期,人类太空探索到底有多难?
https://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6759010/c6840872/content.html
解放军报:神舟十六号载人飞行任务新闻发布会披露——中国人探索太空的脚步将迈得更远
www.cmse.gov.cn/fxrw/sz16/mtjj/202306/t20230607_53819.html
人民日报:推动商业航天走近大众
paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2023-02/10/content_25964195.htm
经济日报:网购卫星空间广阔
https://proapi.jingjiribao.cn/readnews.html?id=284310
撰稿 | 罗宁 图片 | 国家航天局、Midjourney、NASA