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布什“登陆火星”目的何在——解读美太空计划

http://jczs.sina.com.cn 2004年01月18日 10:00 科技日报

  本报记者李红

  1月14日,美国总统布什在美国航空航天局(NASA)总部宣布了新的太空计划:在月球上建立永久性基地,并以月球为中继站,登陆火星。这意味着美国人将踏上韦赫·冯·布朗所描绘的太空探索征程,即人类应该采取“循序渐进”的方式,首先从发射环绕地球卫星开始,一步一步地深入太空。

  布朗是美国第一颗人造卫星“挑战者1号”发射时的军方指挥,美国太空探索前20年征服中的领军人物。美国宇航员阿姆斯特朗1969年登上月球之后,布朗和NASA就积极推动一个雄心勃勃的计划:在月球轨道上建立另一个太空站,建立永久性月球基地,建造一艘核动力航天飞机。其最终目标是从20世纪80年代开始,人类从月球出发,飞向火星。

  为何是“登月计划”?

  “中国‘神舟’五号载人飞行的成功,影响了美国新的太空计划的形成”,中国空间研究院廖春发研究员对记者说。据他了解,美国Spacedaily网站2003年10月27日早就报道,根据《SpaceLift》和《NASAWatch》杂志发自华盛顿的可靠消息,经过各方高层智囊团的评审,美国未来10年的航天发展计划是“重返月球倡议”。本来这个计划在去年12月17日庆祝莱特兄弟发明首飞成功100周年纪念会上要宣布的,但是布什政府拖延了一段时间,这说明美国航天政策决策层是经过进一步的深思熟虑,才出台这个美国长期载人航天规则和发展对策的。

  美国自从1969年“阿波罗”登月成功后,30多年来一直没有一个具有远见卓识、振奋民心的航天计划。

  航天飞机虽然替代了运载火箭,但是其可靠性和经济性都很差。1986年“挑战者”号和去年“哥伦比亚”号的失事,造成14名宇航员死亡;美国航天飞机发射卫星的费用比欧洲“阿里亚娜”火箭高好几倍,只好退出商业舞台———往国际太空站上运人或送货,俄罗斯“联盟”号载人飞船和“进步”号货运飞船联合使用的费用,也比用航天飞机低。

  国际空间站更是“包袱”。原本于2006年完成的组装计划,现在由于“哥伦比亚”号的事故,不知要延迟到何时。航天飞机不能上了,只能靠俄罗斯的飞船来运人送货,可是俄罗斯没钱。此外,空间站上的运货舱接口均是按航天飞机的尺寸设计的,暂时没有其他可以替代的飞行器来代替航天飞机。

  “勇气号”的成功,部分弥补了NASA的不足,但是,航天器上有人和无人,对民众心理的冲击力是不一样的。

  30多年没有大的航天计划,许多航天界的高级研究人员将于2010年退休,因此将出现人才断层问题,宝贵的经验将难以传授下去。没有航天优势,国家安全、世界的领导地位就会被削弱,美国人不能允许这种现象的继续。所以,廖研究员认为,美国的这个太空计划目标明确、技术先进,有充分的科学依据,它将以月球为跳板,在月球上找到水、空气、氧气等宇航员必要的补给品,并为美国人登陆火星积累经验。

  首先,美国在上个世纪六七十年代已经有过6次12人登月经验,取回了400千克月球表面的岩石样品。1994年发射的“克莱蒙汀”号和1998年发射的“月球勘探者”绕月卫星,使美国人获得了月球全貌的图片资料,有利于载人登陆点的选择。

  其次,任何飞行器想要脱离地球轨道到更远的太空去,月球是最佳的中转站。月球上有宇航员必要的给养品,如水、空气、氧气和制作太阳能电池所需的硅材料。此外,地球上的火星探测发射窗口太少,每两年才有一次。

  第三,要到火星上去,必须有高水平的生命保障系统,因为火星太远,往返一次需要近两年的时间,而美国人目前缺乏宇航员长期在太空中生存的医学经验。至今为止,在太空中呆得时间最长的,是在“和平号”空间站工作483天的俄罗斯宇航员。

  布什的计划能否获得国会批准

  廖研究员谈道,大的航天计划的实施,往往能够实现“一箭多雕”的目的:一是国家荣誉。因为航天是一个振国威、壮民心的事,体现大国国力、地位的事情。二是航天强国才是世界强国。美国“阿波罗”登月计划的成功已经说明了问题,21世纪的强国更是要在航天领域占绝对优势。当然,从布什本人来说,还有一个很实际的目的,那就是在竞选年中出台一个鼓舞人心的大项目,以获取民心。

  布什的新太空计划,是经过精心考虑的,比较扎实,将载人航天、航天飞机和国际空间站的问题有机地结合在了一起,在各种目标之间找到了平衡。首先是收拾“烂摊子”,即在2010年前,利用现有的三架航天飞机。二是完善载人飞船的可靠性,即在2008年完成一个可以接替航天飞机的运载工具———“乘员探测飞行器”的开发工作,送一个机器人到月球上去。三是在2015年将打前站的宇航员送上月球,以实现2020年重返月球,并进行载人火星飞行的目标。他的这个计划,承诺的经费并不很高,只是要求给NASA每年增加10亿美元的经费。这样比较容易得到美国国会的批准。从这个意义上说,他比老布什聪明多了。老布什在1989年7月20日美国人登月20周年时提出过一个计划,30年花4000亿美元让美国人登上火星。但是,这个价格太高了,因此该计划马上就被议会“封杀”了。

  但是,现在的决策与1961年美国搞“阿波罗”时不一样了。冷战时期,苏联人上了天,美国人丢面子,美国不允许自己落在强大的对手后面;现在即使中国成功地进行了载人空间飞行,但中国对美国还不构成威胁。此外,民众对NASA现在没有信任,认为它一有计划就涨钱,还做不好,没完没了。据说,事先副总统切尼已与参、众两院商量过。能不能获准,我们拭目以待。

  空间研究对人类具有非凡的意义

  卢波副研究员则更多地从人类发展的角度看“登月计划”。

  她说,人类社会目前面临着资源匮乏、环境恶化的生存挑战。人类最终只有走出地球,才能保证人类社会在宇宙中的长久生存。因此,走出地球,是人类社会可持续发展的需要。从陆地走向海洋、大气层、深层空间,是人类生存的四大步骤。如果说20世纪人类主要向地球索取资源的话,包括陆地、海洋和未开发的南极,21世纪是人类将向太空中的其他星球探取资源的时代。比如,月球上含有丰富的“氦—3”,是无毒、无放射性的核聚变燃料,而它在地球上极少。又如,月球上由于没有大气,太阳能效率会非常高。此外,月球上有水冰,就有了人类最基本的水源。已有的火星探测资料表明,火星具备了生命存在的必要条件,有可能成为人类未来移民的理想星球。

  其次,人类总想了解人类的起源、预测人类的未来,研究星星、月球是极好的场所,因为那里没有大气,空间研究干扰就少。研究月球和火星,将给我们提供一些答案:月球、火星为什么会变成现在这个样子?地球会不会也这样?太阳系中,是否还存在生命或者适合生命存在的星球?

  第三,地球并不安全,总是受到着威胁。经常有研究说,某某小行星将撞击地球。这并非空穴来风,是有科学根据的。地球上的陨石,就是行星撞击地球留下的。我们如何才能避免地球被撞击而毁灭?这是科学研究的内容。小行星、彗星等探测计划,其实都是为了“保卫”地球。

  美国的计划将给世界带来什么冲击

  廖研究员说,人类航天事业发展了50年,没有能够解决两大问题:一是低成本、高可靠性的运输工具。现在发射1千克的有效载荷成本约为1万美元。二是太空设施的缺电问题。最大的太阳板的功率也只有四五千瓦。月球上几乎无大气,太阳能利用的效益会很高。如果在月球上建一个发电站,这就可以“挣大钱”了。这个发电站可以给各种空间设施供电。这是多大的一个产业!

  并非“痴人说梦”。美国专家作过分析,现在人们要花2000万美元才能到空间站上去看一看,但是,如果这个费用降低到10万,太空旅游、星际旅游就会成为一个产业,给美国增加很多就业机会。

  因此,美国的这个新计划,对世界将产生很大的影响。它可能会在世界掀起一个新的探月热潮,在月球上开展新的大国竞争。本来大家就热衷于无人探月计划,以后说不定很多无人的,会变成载人的;或许还会像国际空间站那样,来一个国际大合作。(本报北京1月15日电)


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