倒数计时迈向太空新时代

国家地理:倒数计时迈向太空新时代

A technician installs components on the CST-100 Starliner, a new capsule engineered by Boeing that can carry as many as five passengers to the International Space Station.

Countdown to a new era inSpace

1972 年 12 月,阿波罗 17 号的宇航员哈里森·施密特 (Harrison Schmitt) 跳向月球车。那是人类最后一次在月球上留下足迹。
编注:这张影像是 NASA 用 18 张照片合成的全景图的一部分。NASA 将天空涂黑以移除阳光造成的镜头耀光,呈现宇航员看到的月球景色。

NASA/Lunar and Planetary Institute

50 年前的这个月,宇航员首次登上月球。阿波罗 11 号的成功展现了人类的勇气与巧思,当时距离莱特兄弟 (Wright brothers) 第一次飞行才过了 66 年。如今当新世代尝试将科学与商业结合时,我们的目光又重新望向月球。

伯茲·艾德林 (Buzz Aldrin) 拍下自己脚印的照片,见证了阿波罗 11 号太空人的「一小步」。

NASA JOHNSON SPACE CENTER

T Minus
T Minus 5

Pioneers

约翰·格伦 (John Glenn) 于 1962 年 2 月 20 日绕地球轨道飞行时穿着这件太空衣,太空衣上有 27 个拉链,以确保能紧密贴身。

动物是最早的太空旅人。它们为日后举世闻名的宇航员 (还有那些无名英雄) 当了开路先锋。

by Nadia Drake Photographs by Dan Winters

约翰·格伦 (John Glenn) 于 1962 年 2 月 20 日绕地球轨道飞行时穿着这件太空衣,太空衣上有 27 个拉链,以确保能紧密贴身。

尤里·加加林 (Yuri Gagarin)、艾伦·谢泼德 (Alan Shepard)、约翰·格伦 (John Glenn) 和尼尔·阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 是第一波太空旅人。他们都是军方训练的宇航员,被认为拥有执行危险任务所需具备的条件。

但早期上太空的不只有男性,甚至不只是人类。果蝇、猴子、小鼠、狗、兔子和大鼠都曾在人类之前上过太空。在加加林于 1961 年 4 月环绕地球轨道,成为第一名进入太空的人类的三年多前,苏联在一次著名 (或恶名昭彰) 的任务中,将一只名叫莱卡 (Laika) 的流浪狗送上了太空。它是第一只环绕地球轨道的动物,但却在旅程中死亡。美国则将一只名为汉姆 (Ham ) 的黑猩猩发射上太空,幸好它存活下来。这次任务让谢泼德得以在 1961 年 5 月成为第一名进入太空的美国人。

尽管有性别歧视,女性也是太空先锋。有些人一直待在幕后,例如数学家凯瑟琳·约翰逊 (Katherine Johnson)。她手动计算飞行轨迹,让格伦在 1962 年成为第一名绕地球轨道飞行的美国人。瓦莲京娜·捷列什科娃 (Valentina Tereshkova) 这位早期的苏联宇航员则在 1963 年成为第一名环绕地球轨道的女性。直到 20 年后,参与「挑战者号」(Challenger) 航天飞机任务的萨莉·莱德 (Sally Ride),才成为第一名上太空的美国女性。

斯普特尼克 (Sputnik) 卫星在 1957 年 10 月 4 日发射时由电视转播,电视在当时还是相当新颖但日益普及的传播媒介。苏联出其不意地成功将第一枚人造物体发射上太空,不仅震惊了美国,也引发两大强权间的太空竞赛。

史翠卡 (Strelka) 在 1960 年 8 月 19 日搭乘苏联太空船进入太空,随行的还有另一只狗贝尔卡 (Belka)、一只兔子、40 只小鼠、两只大鼠、苍蝇,以及一些植物和菌类。这些动物都成功返回地球。两只狗被视为英雄,死后被制成标本展示在莫斯科的博物馆。

阿波罗 11 号的成员,包括最早踏上月球的宇航员,在 1969 年 7 月 16 日搭乘指挥舱「哥伦比亚号」(Columbia) 进入太空。这三个人最后搭乘指挥舱返回地球,降落在夏威夷西南方的水域中。

T Minus 4

GETTING THERE

今年 3 月,俄罗斯使用旧有但依然可靠的技术,从位于哈萨克的拜科努尔太空发射中心 (Baikonur Cosmodrome) 发射联盟号 (Soyuz) 火箭。

早期的火箭科学家想出利用多节火箭推进将人类送上月球。农神 5 号 (Saturn V) 火箭成功达成目标,替未来的太空旅行打下基础。

今年 3 月,俄罗斯使用旧有但依然可靠的技术,从位于哈萨克的拜科努尔太空发射中心 (Baikonur Cosmodrome) 发射联盟号 (Soyuz) 火箭。

俄国人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky) 戴眼镜、留胡子、热爱科幻小说而离群索居,他相信人类注定会探索太空。他在 1900 年代初期便解开了能让人类脱离地球引力的方程式,并想像出如何让火箭前往月球:利用混合液态推进剂与分节点火。

赫尔曼·奥伯特 (Hermann Oberth) 与罗伯特·戈达德 (Robert Goddard) 也分别得到类似结论。美国人戈达德在 1926 年制作并发射第一具液态燃料火箭。大约在同一时期,德国的奥伯特确认多节火箭是完成长程太空任务的关键。

40 年后,这三人的想法终于透过巨大的农神 5 号火箭实现,将阿波罗任务的成员送上太空。农神 5 号高 111 公尺,以液态氢、液态氧与煤油为燃料,是人类建造过最强大的火箭。农神 5 号由沃纳·冯·布劳恩 (Wernher von Braun) 设计和建造,拥有三节式依序点火设计。冯·布劳恩原本是纳粹德国的火箭科学家,在第二次世界大战后带着大部分的团队成员迁往美国。如今的火箭技术仍遵循齐奥尔科夫斯基的方程式,但还没有任何火箭能超越农神 5 号,它将人类送上了所抵达过最遥远的太空。

农神 5 号火箭的第一节由五具钟形引擎推动。大部分的阿波罗任务都是用农神 5 号脱离地球轨道,最终带着宇航员抵达月球。这五具引擎所产生的推力,相当于 85 座胡佛水坝 (Hoover dams) 的总能量。

lifting off

美国与苏联的太空竞赛期间,太空飞行快 速发展。原本用于战争的弹道飞弹,发展 成为探险用的火箭。现在的商业太空公司 也开始建造太空船,并销售未来太空观光 的票券。

SOVIETS IN SPACE

苏联的东方号 (VOSTOK) 太空船让尤里·加加林成为了环绕地球轨道一圈的第一人。

太空船

VOSTOK 1

1961

Third stage

发射载具

R7

1957-现在

第二节火箭

第一节火箭,

有四具助推器

右方数值为上方太空船的各自平均值。

总重量

26 万公斤

88%

燃料 (%)

太空船

5000 公斤

(前往低轨道)

装载量

(人员和货物)

U.S. REACHES the MOON

唯一将人类送出低轨道的火箭以液态氢为第二与第三节引擎的燃料。

给宇航员

的加压舱

引擎

登月小艇

太空船

APOLLO 11

1969

发射载具

SATURN V

1967-1973

燃料箱

第三节

火箭

级间结构

第二节

火箭

第一节

火箭

290 万公斤

91%

4 万 5400 公斤

(前往月球轨道)

11 万 3400 公斤

ROUND-TRIP TICKET

世界上第一艘可重复使用的载人太空船,最多能将八名乘客送上轨道。

轨道载具

COLUMBIA

1981-2003

外燃料箱

发射载具

SPACE SHUTTLE

1981-2011

降落伞

货舱

第一节

火箭

轨道

运行

用燃料

200 万公斤

84%

2 万 8800 公斤

U.S. Goes COMMERCIAL

NASA 与 SpaceX 签约,以将宇航员与货物送上国际太空站。

太空船

CREW

DRAGON

2019

发射载具

FALCON 9

2010-现在

第二节火箭

第一节火箭

(可重复使用)

降落

脚架

54 万公斤

(无法取得重量比例)

2 万 2700 公斤

FERNANDO G. BAPTISTA, KAYA BERNE, EVE CONANT, NGM STAFF; RONALD PANIAGUA. SOURCES: NASA; SMITHSONIAN’S NATIONAL AIR AND SPACE MUSEUM; SPACEX; THE SOYUZ LAUNCH VEHICLE, BY CHRISTIAN LARDIER AND STEFAN BARENSKY

lifting off

美国与苏联的太空竞赛期间,太空飞行快 速发展。原本用于战争的弹道飞弹,发展 成为探险用的火箭。现在的商业太空公司 也开始建造太空船,并销售未来太空观光 的票券。

U.S. REACHES the MOON

给宇航员的加压舱

唯一将人类送出低轨道的火箭以液态氢为第二与第三节引擎的燃料。

引擎

U.S. Goes

COMMERCIAL

登月小艇

太空船

APOLLO 11

1969

NASA 与 SpaceX 签约,以将宇航员与货物送上国际太空站。

发射载具

SATURN V

1967-1973

燃 料 箱

第三节火箭

太空船

CREW DRAGON

2019

级间结构

发射载具

FALCON 9

2010-现在

ROUND-TRIP TICKET

第二节火箭

世界上第一艘可重复使用的载人太空船,最多能将八名乘客送上轨道。

外燃料箱

第二节火箭

SOVIETS IN SPACE

苏联的东方号 (VOSTOK) 太空船让尤里·加加林成为了环绕地球轨道一圈的第一人。

R7 火箭首先用于太空飞行是发射史普尼克卫星。第三节火箭是后来加装的;修改后的版本至今仍然在使用中。

发射载具

SPACE

SHUTTLE

1981-2011

降落伞

太空船 VOSTOK 1

1961

轨道载具

COLUMBIA

1981-2003

第三节火箭

发射载具

R7

1957-现在

第一节火箭

(可重复使用)

第一节火箭

货舱

第一节火箭

固体火箭助推

器只要没受损,

便能在修整后

再次使用。

第二节火箭

FERNANDO G. BAPTISTA,

KAYA BERNE, EVE

CONANT, NGM STAFF;

RONALD PANIAGUA

SOURCES: NASA;

SMITHSONIAN’S

NATIONAL AIR AND

SPACE MUSEUM;

SPACEX; THE SOYUZ

LAUNCH VEHICLE, BY

CHRISTIAN LARDIER

AND STEFAN BARENSKY

轨道运行用燃料

第一节火箭,有四具助推器

降落脚架

290 万公斤

右方数值为上方太空船的各自平均值。

200 万公斤

54 万公斤

(无法取得重量比例)

总重量

26 万公斤

91%

84%

88%

燃料 (%)

太空船

4 万 5400 公斤

(前往月球轨道)

2 万 8800 公斤

2 万 2700 公斤

5000 公斤

(前往低轨道)

装载量

(人员和货物)

11 万 3400 公斤

今年 3 月,一架联盟号飞船被运往哈萨克的拜科努尔航天发射场。这种航天器在 20 世纪 60 年代年由苏联开发,以耐久可靠的性能仍被应用于当代俄罗斯太空事业。自美国上一架航天飞机于 2011 年退役后,该国宇航员一直搭乘联盟号前往国际空间站。

SUITING UP

由高空飞行员的压力衣发展而来的太空装,功用是提供氧气与恒定气压,让宇航员在接近真空的太空中也能生存。

Designed for Survival

舱外活动 (EVA) 太空衣

E

EVA 太空衣能抵抗极端温度、碎片与辐射的威胁,让宇航员可以在太空船外工作。

舱内活动 (IVA) 太空衣

I

IVA 太空衣是太空舱受污染或失压时的紧急系统。它能提供适当压力,避免体液在 低压下沸腾。

舱内/外活动 (IEVA) 太空衣

IE

附加配件的 IVA 太空衣 (或称为 IEVA 太空衣) 让太空人能在舱外工作。这样既不需要两套不同服装,还能减少货物重量。

图中的太空装为加压状态

1934-1935 (穿著年分)

WINNIE MAE

I

威利·波斯特用棉布与橡胶,设计了第一套加压飞行服,穿着它飞上约 1 万 5000 公尺的高空。

重量:未记录

氧气瓶

洛克希德·维加式飞机,维尼梅号

1959-1968

X-15

I

这套飞行服用于第一架抵达太空边缘的火箭动力飞机,达到海平面上空 100 公里。

重量:11 公斤

北美 X-15 试验机

1961-1963

MERCURY

I

这套太空衣在某次降落时进水;后来的水星号太空衣都配有包含漂浮装置的求生装备。

重量:10 公斤

水星号太空舱

1965-1966

GEMINI

IE

第一套用于载具外的太空衣,以氧气管和系绳与载具相连。

重量:15 公斤
换气控制系统:4 公斤

换气控制系统 (VCM) 与备用氧气

操纵装置

双子星号太空舱

1969-1974

APOLLO

IE

第一套在月球上使用的太空衣,让宇航员能完全离开太空船活动。

重量:35 公斤
维生系统:57 公斤

NEIL ARMSTRONG

阿波罗 11 号的太空衣

月球舱外
遮阳板组合:

可调式周边遮阳罩

共有两片遮阳板以阻挡太阳的光线和热度,其中一片有镀金。

加压头盔

8

7

6

维生系统控制装置

5

连接到维生系统的设备:

4

提供纯氧的气阀

3

移除二氧化碳的气阀

2

1

月球尘土极为尖锐,会刺穿太空装外层并导致拉链卡住。

提供药物的注射贴片

套鞋

內衣

防止过热的液冷服

1

2

集尿器

太空衣分层

3

舒适衬裡

4

涂上氯丁二烯橡胶的尼龙层,用来保持压力

尼龙限制层

5

6

由调节热的镀铝聚合物与防火纤维构成的保护层

维生系统 (LSS)

可携式维生系统 (最多支持六小时)

7

紧急氧气 (30分钟)

8

阿波罗号太空舱

1983-today

SHUTTLE/ISS

E

过去太空衣都是订做的,但现在有通用而可替换的构件,适用于国际太空站的男性与女性宇航员。

重量:55 公斤
维生系统:85 公斤

航天飞机

FERNANDO G. BAPTISTA, KAYA BERNE, EVE CONANT, NGM STAFF; JOSE DANIEL CABRERA PEÑA. SOURCES: KENNETH S. THOMAS; NASA; SMITHSONIAN’s NATIONAL AIR AND SPACE MUSEUM; Richard D. Watson; Amy J. Ross

T Minus 3

WHERE WE WENT

五具轨道卫星在 1966 到 1967 年间拍摄月球照片,借此找出阿波罗任务可以降落的地点。

阿波罗任务将重点放在月球正面。现在无人探测器开始揭开更多月球与遥远太空的秘密。

五具轨道卫星在 1966 到 1967 年间拍摄月球照片,借此找出阿波罗任务可以降落的地点。

在 1960 年代时,月球仍披着神秘面纱。为了从阿波罗任务中获取最多资讯,NASA 选择各种地形作为登月点,包括被已经消失的熔岩海洋刻成的黑暗平原,以及流星撞击所形成的高地。

从 1969 到 1972 年间,美国宇航员为了不同的科学目的而在六个地点登月。这些地点都位于布满凹坑的月球正面。这里的地形已经被月球轨道器仔细研究过,而且在这里,任务控制中心能直接与宇航员保持通讯。

太空单位已经发射探测器造访太阳系中离我们很遥远的地方,由于探测器上没有人,所以不必担心人类安全。太空船已经探索过 60 颗其他卫星,甚至登上其中一颗:泰坦 (土卫六)。在月球上,自动探测车也已经在四个地点留下轨迹。

中国在今年稍早创下了历史,将嫦娥 4 号登陆器送上了月球的背面。

第一具抵达月球的私人登陆探测器在今年 4 月坠毁,但资助该计划的以色列非营利组织很快宣布将再次尝试。

美国不落人后,也计划发射一系列登陆探测器,替将来宇航员重返月球做好准备。

《国家地理》(National Geographi) 杂志一直站在绘制月球地图的最前沿。随着阿波罗登月计划日益接近目标,制图师依据 1966 和 1967 年月球轨道器所拍摄的照片,绘制了 1969 年 2 月出版的手绘地图,在当时公认是最可靠的参考资料。我们的最新版地图则由大约 1 万 5000 张影像拼合而成,并结合了 NASA 月球勘测轨道飞行器扫描整个月球表面所取得的详细高度量测数据。月球上散布着探测器与登录载具,都是人类探索留下的痕迹。

不计代价的登月为了达成送人类上月球并安全返航的终极目标, 美国与苏联在 1960 年代展开太空竞赛。现在无人任务正在评估月球能否作为人类更深入探索太阳系的跳板。

1960

1965

Apollo 8

Apollo 10, 11, 12

1970

Apollo 13

Apollo 14, 15

Apollo 16, 17

1975

任务类型

1980

1985

1990

国家或机构

美国 (U.S.)

苏联 (U.S.S.R.)/俄罗斯

中国

日本

欧洲空间局 (ESA)

印度

以色列

韩国

1995

2000

2005

2010

2015

已计划的任务

2020

月球正面

United States Exploration

North Pole

60°

60°

30°

30°

30°

30°

60°

60°

800 mi

800 km

South Pole

Surveyor 7

1/10/1968

Ranger 6

2/2/1964

Ranger 7

7/31/1964

Apollo 11

Tranquility Base

7/20/1969

Ranger 8

2/20/1965

Apollo 12

11/19/1969

Ranger 9

3/24/1965

Apollo 14

2/5/1971

Surveyor 1

6/2/1966

Apollo 15

7/30/1971

Surveyor 2

9/23/1966

Apollo 16

4/21/1972

Apollo 17

12/11/1972

Surveyor 3

4/20/1967

Lunar Prospector

7/31/1999

Surveyor 4

7/17/1967

LCROSS, Centaur

Impactor

10/9/2009

Surveyor 5

9/11/1967

GRAIL A (Ebb)

GRAIL B (Flow)

12/17/2012

Surveyor 6

11/10/1967

Soviet Union (U.S.S.R.)/Russia Exploration

North Pole

60°

60°

30°

30°

30°

30°

60°

60°

800 mi

South Pole

800 km

Luna 2

9/14/1959

Luna 16

9/20/1970

Luna 5

5/12/1965

Luna 17

11/17/1970

Luna 7

10/7/1965

Luna 18

9/11/1971

Luna 8

12/6/1965

Luna 20

2/21/1972

Luna 21

1/15/1973

Luna 9

2/3/1966

Luna 13

12/24/1966

Luna 23

11/6/1974

Luna 24

8/18/1976

Luna 15

7/21/1969

Other Exploration

North Pole

60°

60°

30°

30°

30°

30°

60°

60°

800 mi

South Pole

800 km

China

Japan

Hiten

4/10/1993

Chang’e 3

12/14/2013

European Space

Agency (ESA)

SELENE/Kaguya

6/10/2009

SMART-1

9/3/2006

India

Chandrayaan-1

Moon Impact

Probe

11/14/2008

Israel

Beresheet

4/11/2019

月球背面

North Pole

60°

60°

30°

30°

30°

30°

60°

60°

800 mi

South Pole

800 km

美国

Ranger 4

4/26/1962

Lunar Orbiter 3

10/9/1967

Lunar Orbiter 1

10/29/1966

Lunar Orbiter 5

1/31/1968

LADEE

4/18/2014

Lunar Orbiter 2

10/11/1967

日本

中国

Chang’e 4

1/3/2019

SELENE/Okina

2/12/2009

熟悉的面貌

受重力锁定的月球,永远用同一面朝向地球。称为月海的环状平原是熔岩填满撞击盆地所形成。

月球的地形 (单位为公尺)

30,000

 *月球上没有海平面,因此海拔零点设于半径 1737 公里的球体与月球表面相交处。

15,000

0*

-15,000

-30,000

Highest point

35,387 ft

10,786 m

Highest point

35,387 ft

10,786 m

Lowest point

-30,112 ft

-9,178 m

Lowest point

-30,112 ft

-9,178 m

Rugged Reverse

与较为平坦的正面相比,月球背面的地形更多变,并且布满了陨石坑。月球上的地形以宇航员、科学家与学者来命名。

AFTER APOLLO

发起任务的国家

每条彩色线都代表一项自 1973 以来的天体研究任务。线条依照时间顺序,从受研究 的天体向外排列。虚线代表失败的任务。

U.S.

U.S.S.R./Russia

Europe

U.S./Europe

Japan

China

Germany

India

Israel

自从人类上次在 1972 年拜访月球后几乎过了半个世纪,但我们从未停止探索太空。我们在地球轨道上建立研究基地,派遣无人探测器 (下) 前往宇宙深处,在火星上玩自拍、冲进木星,并近距离调查太阳系。

太阳

10

任务数量

月球的「钱」景

太空公司正在探索是否能透过采矿、商业旅游与殖民月球等计划,利用这颗最靠近地球的邻居赚钱。

水星

2

金星

19

月球

25

地球

火星上有生命吗?

一系列无人探测器彻底探索了火星,发现这个世界曾经远比现在温暖而潮湿,甚至可能出现过生命。

火星

30

遭遇小行星

小行星带充满了原行星体,蕴藏太阳系和行星形成的线索。有探测器到过小行星并采集样本。

小行星

11

荡动的木星

最早前往木星的太空任务,揭露出一颗由猛烈旋转的气体形成的行星。木星的某些卫星也曾受到研究,以探测是否有孕育生命的潜力。

木星

8

哈雷彗星

哈雷彗星的偏心轨道最远处达海王星外围。它每隔 76 年会回到内太阳系,上次在 1986 年来访时,有许多探测器前往研究。

土星

4

逗留土星

到访土星的任务并不多,但卡西尼号 (Cassini) 在 2004 年抵达后,探索了 13 年之久。传回的资料仍在分析中。

天王星

1

海王星

1

哈雷彗星

5

冥王星

1

终极远境

1

彗星

11

柯伊伯带

到过太阳系中最遥远天体的新视野号 (New Horizons),是第一艘造访冥王星的太空船;接着又继续飞往探索名为「终极远境」(Ultima Thule) 的柯伊伯带天体。

OBJECT SIZES AND ORBITAL DISTANCES ARE NOT TO SCALE.

NGM ART. MATTHEW TWOMBLY; ALEXANDER STEGMAIER.

SOURCES: NASA; ASIF SIDDIQI, FORDHAM UNIVERSITY;

JONATHAN MCDOWELL, HARVARD-SMITHSONIAN CENTER

FOR ASTROPHYSICS; USGS ASTROGEOLOGY SCIENCE CENTER

T Minus 2

WHAT WE TOOK

编号 15016 的月球样本是一种玄武岩,保存在不锈钢柜中,里面充满着流动的纯化氮气。

宇航员采集岩石、卵石、土壤与沙尘。他们也将代表个人兴趣、信仰与爱好的私人物品带上太空。

编号 15016 的月球样本是一种玄武岩,保存在不锈钢柜中,里面充满着流动的纯化氮气。

NASA 宇航员在四年期间共带了 382 公斤的月岩回到地球,然而最珍贵的纪念品没有任何重量:地球的照片。阿波罗 8 号的宇航员威廉·安德斯 (William Anders) 在 1968 年的圣诞夜拍下了经典照片,在照片中,我们的蓝色行星在黑暗中悬挂于贫脊多坑的月平线不远处。

NASA 接获最多使用申请的太空照片之一,是这张称为「蓝色弹珠」(Blue Marble) 的地球照片。1972 年阿波罗 17 号在前往月球的途中,从距离地球大约 2 万 9000 公里处拍下这张照片。

宇航员不只是拍照和采集月岩,他们也将各种物品从地球带上太空。

双子星 3 号 (Gemini 3) 的约翰·杨 (John Young) 偷带了一个腌牛肉三明治上太空船,并与同为任务成员的古斯·格里森 (Gus Grissom) 分享,这件事可说是恶名昭彰。等到面包屑开始在太空舱内四处飘浮时格里森才把三明治塞到口袋里。

阿波罗 11 号的伯茲·艾德林带了红酒、面包与圣餐杯以庆祝圣餐礼。与他同为任务成员的尼尔·阿姆斯特朗则带了一小片莱特飞行器 (Wright Flyer) 的木制螺旋桨。阿波罗 14 号的艾伦·谢泼德在袜子里藏了高尔夫球 6 号铁杆的杆头。他将杆头接上工具手柄,然后在月球上挥杆击出两颗高尔夫球。阿波罗 16 号的查尔斯·杜克 (Charles Duke) 将他的全家福照片留在笛卡儿高地 (Descartes highlands) 上。

1965 年 12 月 16 日,双子星 6 号的华尔特·施艾拉 (Walter Schirra) 用这把口琴吹奏「圣诞铃声」(Jingle Bells),托马斯·斯塔福 (Thomas Stafford) 则用雪橇铃伴奏。这是在太空中演奏的第一曲音乐。

伯茲·艾德林登上月球之后,用图中这只 8 公分高的圣餐杯饮用圣餐酒。这个酒杯至今还在他先前位于休斯顿附近的教会使用中。

在月球表面上最令人感伤的纪念品,也许是阿波罗 15 号的大卫·斯科特 (David Scott) 放置的小尊铝制人像。旁边有一张牌子,上面刻着 14 名在任务中牺牲的美、苏宇航员姓名。

T Minus 1

IN POP CULTURE

1967 年,美泰 (Mattel) 公司推出马特·梅森少校 (Major Matt Mason),这是第一批拟真的可动太空人偶之一,他的外套基于原型设计。

从电视节目、电影、玩具、食物到用语,太空至今仍持续占据我们的想像空间。

1967 年,美泰 (Mattel) 公司推出马特·梅森少校 (Major Matt Mason),这是第一批拟真的可动太空人偶之一,他的外套基于原型设计。

随着太空竞赛热烈开展,有关太空的梦想成为时代精神的一部分,也改变了我们的生活方式。

各种复制品和歌曲以斯普特尼克卫星为灵感。《生活》(Life) 杂志独家报导了美国第一批宇航员,即著名的「水星七杰」(Mercury Seven) 的生活。西雅图为世界博览会建造了太空针塔 (Space Needle)。斯坦利·库布里克(Stanley Kubrick) 拍摄了《2001:太空漫游》。太空时代在电影、电视、音乐、建筑与设计上大放异彩,火箭光滑的流线造型启发了汽车与火车的外观设计。

通用汽车公司制造的火鸟 3 号 (Firebird III),以「第一辆受太空时代启发的汽车」大打广告。它靠燃气涡轮引擎推动,并以七道鳍片装饰。这辆 1958 年的概念车配有一台电脑与电子控制系统,使用摇杆控制加速、刹车与转向。

太空仍深印在流行文化中。从刺青到 Vans 高筒鞋,NASA 的标志随处可见。我们看过《星际争霸战》、《杰森一家》、《外星骄客》、《星际大战》,以及现在的火星电影风潮与太空主题的电视节目。此外还有棒球的休士顿宇航员队、篮球的休士顿火箭队、太空营、零重力原子笔、太空冰淇淋、月球漫步舞及迪士尼的太空山。

《展望》(Look) 杂志于 1967 年 1 月 10 日刊出这幅诺曼·洛克威尔 (Norman Rockwell) 想像尼尔·阿姆斯特朗踏上月球表面的画作。

俄罗斯宇航员经常被印在纪念品上。这张标题「世界第一」的海报,宣告了瓦莲京娜·捷列什科娃在 1963 年独自飞上太空的 20 周年纪念。当年这位 26 岁的前纺织工人兼跳伞员成为第一名进入太空的女性。

1961 年至 1963 年,「水星计划」(Project Mercury) 六次将美国宇航员送入太空,激发了许多庆祝这一历史性成就的物品。这个金属午餐盒显示了锥形单座水星号太空舱的精确剖面图。

「登月计划」和「光年」等概念进入日常对话中。当你休完长假回去上班时,会遇到「重返大气层」的问题。你手工酿造的 IPA 啤酒可能喝起来像「火箭燃料」,或甚至就用「火箭燃料」命名。还有碰到棘手的状况时,你会冷静地说:「休士顿,我们有麻烦了。」(Houston, we have a problem.)

Liftoff! 0

WHAT’S NEXT

维珍银河 (Virgin Galactic) 的团结号 (VSS Unity) 已经可在 80 公里以上的高度飞行,也就是 NASA 认定的太空开始的距离。此处照片摄于 2015 年。

我们这几十年来似乎哪里也没去,然而太空旅行的新世纪即将来到,在探险的同时竞逐利润。

by Sam Howe VerhovekPhotographs by Dan Winters

维珍银河 (Virgin Galactic) 的团结号 (VSS Unity) 已经可在 80 公里以上的高度飞行,也就是 NASA 认定的太空开始的距离。此处照片摄于 2015 年。

50 年前的这个月,人类登上了月球,那是历史上令人惊叹的一刻,不仅是因为人类首次造访另一个世界是史上最伟大的科学成就之一,或因为这是全球两大超级强权间浩大竞赛的顶点,虽然这两点倒也都是事实。《纽约时报》(New York Times) 在头版刊登了阿契博得·麦克列许 (Archibald MacLeish) 的诗,素有「美国最受信赖的人」(the most trusted man in America) 之称的新闻主播沃尔特·克朗凯特 (Walter Cronkite) 则将会说,未来 500 年的人类都将视登陆月球为「有史以来最重大的功绩」(the most important feat of all time)。

然而,最终的意义其实不在于太空竞赛已经结束,或是达成了一项过去无法想像的里程碑。

这个成就其实只是个开始。

一个新时代的开始,人类开始想像所有可能性、所有可能去探索甚或可能居住的地方。我们原本是在陆上旅行的物种,开始海上旅行后影响触及整个星球,然后当动力飞行让我们能在空中翱翔,我们又征服了地球上方的大气层,现在更注定成为浩瀚新领域中的朝圣者。我们是太空旅行者——而且,在这场意义非凡的胜利帮我们克服著名科学家暨作家以撒·艾西莫夫 (Isaac Asimov) 称之为「行星沙文主义」(planetary chauvinism)、认为只有地球适于人类居住的心态后,我们很快就会成为外星物种。「地球人」(Earthlings) 一词不再足以描述我们的本质。

这一切都是 1969 年 7 月 20 日阿波罗 11 号的登月小艇「鹰」(Eagle) 号降落在月球表面之后,大众在狂喜和惊奇下的普遍期待。最伟大的旅程终究始于足下。一个人的一小步是全人类的一大步。

时任 NASA 署长的汤玛士·佩恩 (Thomas O. Paine) 很快就锁定火星,而且不只是当成未来哪天可能达成的目标,而是一项经《国家地理》杂志披露、有具体期程的计划。出发:1983 年 10 月 3 日,12 名组员分别搭乘两艘由核热火箭推进的 75 公尺长太空船。进入火星轨道:1984 年 6 月 9 日,在火星表面进行为期 80 天的探索。返回地球轨道:1985 年 5 月 25 日。

登上月球这一壮举不知怎地让全人类都一举升级了,让我们有信心能真的更深入太空。「不管我们走到哪里,大家说的不是『欸,你们美国人做到了』,而是『我们做到了!』」阿波罗 11 号指挥舱的驾驶麦可·柯林斯 (Michael Collins) 回忆说道:「我们大家,我们这个物种,我们人类做到了。」

为了挖掘,运输和倾倒在月球表面发现的沙土和岩石层,NASA 设计了一套称为PASSOR 的行动机器人平台,也就是肯尼迪航天中心 (Kennedy Space Center) 所展示的这台。为了在低重力环境中运作,这部机器具有转动方向相反的滚筒,不需要倚靠摩擦力或重量。


距离日出还有几小时,随着巴士在哈萨克斯坦南部偏远的草原上开出一条孤独的小路,车头灯偶尔会在极短的时间里扫亮一幅褪了色的巨型壁画,或业已破碎的瓷砖马赛克。这些程式化的艺术作品显示了酷暑严寒的摧残。它们装饰着锈迹斑斑的废弃建筑,庆祝着一个已不复存在的国家——苏联——在太空计划上数十年的辉煌。

最后,巴士突然转弯进入一条有入口管制的小路,接着来到一栋巨大的破败建筑。全副武装、身穿迷彩服的俄国和哈萨克安全军官似乎团团围住了这个泛光灯照亮的地方,在这个停机棚里有一艘簇新的火箭太空船。

我之所以来到拜科努尔太空发射场,是因为这里是地球上唯一可以让我观看人类搭乘火箭奔向太空的地方。这些人在宇宙中唯一可以飞去的地方就是国际空间站,位于地球上方约 400 公里处,几乎还不到地球到月球距离的千分之一。

自从 NASA 让航天飞机退役以来,过去八年美国宇航员唯一能前往国际空间站的方式,就是搭相当于俄国 NASA 的俄罗斯联邦太空总署便车,单人来回一趟约需 8200 万美元。

登月 50 年之后,我们在太空中的进展就是这样,如果所谓的「我们」指的是全人类。确实,听起来这基本上就是没有任何进展,至少以 1969 年那股远大前程的标准来看是这样。12 个人――都是美国人、都是男性――曾踏上月球,但 1972 年后就没有了。

当然了,若换另一种方式来看,我们在太空中做的一些事情可谓不凡。

我们派了无人太空探测器去探索太阳系其他所有行星,得到惊人的照片和珍贵的资料。两艘旅行者号 (Voyager) 太空船飞速穿越了太阳系、进入星际空间,这是首次有人造物体做到这件事。这两艘太空船远在 170 亿公里外,但仍与我们保持联系。

由于旅行者号能在虚空中永久航行,而太阳和地球又有有效期限,可以想像,太空中这些轿车大小的永恒旅行者将是人类曾经存在的唯一证据。同样可以想像的是,继承人类的物种届时早已掌握星际旅行,希望他们能因这两艘船的成就而给我们一些肯定。

若是果真如此,那么他们可能会把历史上的这个时刻――2010 年代末至 2020 年代初――称为「转折期」(inflection shift)。这是物理学家吉姆·凯若瓦拉 (Jim Keravala) 对现今商业太空产业狂热发展情况的描述,他曾监督过发射人造卫星的过程。

凯若瓦拉说,我们正处在「太空移民暨人类地外时代真正开端」的黎明。(凯若瓦拉目前主持一家名为 OffWorld 的公司,该公司打算送数百万个机器人到太空,让内太阳系变成一个「对生命和文明更美好、更宜居、也更生机蓬勃的地方」。)

凯若瓦拉所提出的迷人预言有很大的讨论空间,部分原因是挫折和延误基本上是迈向进步时一直都会碰到的。

然而不可否认的是,太空里正酝酿着大事。两家美国公司即将为他们的太空船原型取得认证,NASA 署长吉姆·布里登斯廷 (Jim Bridenstine) 说,这让 NASA「很快就可以在美国土地上用美国火箭送美国宇航员上太空。」这些太空船——之于阿波罗狭窄的模块,就像波音 787 梦想飞机 (Boeing 787 Dreamliner) 之于 20 世纪 50 年代的螺旋桨飞机——可能会在今年底或是明年初就可以执行载人任务。

同时,「维珍银河」和「蓝色起源」(Blue Origin) 这两家私人公司所打造的太空船也有了重大进展,让我们距离新颖的太空观光时代又更近了一步。一开始,这些太空船会先把富裕的客户送到 90 至 100 公里处的高空,也就是外太空的边缘,客户将在那里体验无重力失重状态,并观看地球的蓝色曲线。目前「只要」花费约 20 万美元就能体验这一切――不过两家公司都说,价格很快就会下降。

蓝色起源也刺激了人类重返月球的竞赛,他们 5 月时宣布正在建造一艘名为「蓝色月球」(Blue Moon) 的登月艇。这艘机器人载具将能运载 6 公吨半的货物,可能在 2024 年就能让宇航员登上月球表面。

1 月时中国骄傲地宣布在人类月球探测方面「开启了新的一章」,让一艘无人太空船在月球背面软着陆,成为首艘降落在那里的飞行器。该船在月球上放出一台探测器,同时

搭载一个「迷你生物圈」,以测试果蝇和几种植物与种子能否在月球环境中共同创造出一个自给自足的食物链。中国于 4 月宣布,计划在十年内于月球南极区建立一个研究站,

不过中国国家航天局对自己打算在多久之后让航天员降落在月球表面却三缄其口。

以色列自视为有胆量的「新创国家」(start-up nation),却于 4 月尝到先喜后悲的滋味,当时一家名为 SpaceIL 的非营利集团创下纪录,成为第一家成功以飞行器环绕月球的私人公司。该公司企图让以色列成为第四个在月球软着陆的国家,却以硬摔收场。

在遥远的新西兰,一个靠近大型牧场的发射台上,一家名为「火箭实验室」 (Rocket Lab) 的公司正在向近地轨道发射搭载卫星的新型低成本火箭。

在迪拜的边缘,阿联酋航空公司 (Emirates airlines) 已经打造了一个巨大的全球十字路口,让航空旅客走出曾经空无一人的沙漠。在这里,一座全新的、规模更大的、被称为世界上首个「cosmopolis」(宇宙大都市)的机场正在建设之中。有关当局说,它将能够处理火箭飞船、超高速、超音速飞机以及传统的喷气式客机。

而日本官方太空机构「宇宙航空研究开发机构」于 3 月宣布,将与丰田汽车合作开发一款载人月球车,让宇航员能在月球表面行驶 1 万公里以上的距离。

Getting into Orbit

苏联和美国在 1950 年代分别建了第一批发射场。其他国家则在 1970 年代跟进。目前火箭实验室的发射场是全球唯一的私人发射场,不过其他私人发射场也正在兴建中。22 个现役航天发射场中,有许多都位于所在国家的南部,因为地表在靠近赤道的地方转动速度比较快,为火箭发射提供了助力。

太平洋太空港

科迪亚克航天发射场

RUSSIA

普列谢茨克

ASIA

NORTH

AMERICA

亚斯内

东方航天发射场

KAZAKHSTAN

N. KOREA

EUROPE

太原

拜科努尔

UNITED

STATES

西海

JAPAN

酒泉

瓦劳埔飞行中心/

中大西洋太空港

IRAN

罗老

內之浦

CHINA

范登堡

空军基地

帕勒马希姆

西昌

霍梅尼

航天中心

种子岛

ISRAEL

S. KOREA

卡纳维拉角

INDIA

PACIFIC

OCEAN

文昌

AFRICA

萨迪什·达万

里根弹道导弹试验场

圭亚那

MARSHALL

ISLANDS

French

Guiana

(France)

EQUATOR

由航天发射中心

PACIFIC

OCEAN

ATLANTIC

SOUTH

AMERICA

发射超过

1000 次

OCEAN

INDIAN

OCEAN

100–1,000

10–99

AUSTRALIA

1–9

火箭实验室综合发射场

有载人至轨道

NEW ZEALAND

Active Ports with at least one orbital space launch between 2008 and 2018 shown.

Soren Walljasper, NGM Staff. SOURCE: THOMAS G. ROBERTS, CSIS AEROSPACE SECURITY PROJECT


现今火箭发展有许多都是由少数超级富豪间的激烈竞争推动的,他们的的雄心 (和自负)似乎都在这个世界之外。

他们的太空船不同以往,开发目的并非纯为科学探索。这些太空船预定用来赚钱,可能是靠着满足那些梦想当宇航员的人的昂贵欲望、从小行星开采宝贵资源、让人们在地球上任意两点之间快速飞行,以及诚如凯若瓦拉所提出的,最终靠着把我们成为跨星球的物种。

这些太空产业巨头中,许多都有清楚的愿景,但整体而言,我们几乎还没有开始讨论这一切所牵涉到的道德或智慧问题。如果像不断鼓吹太空与商业的杰夫·贝佐斯 (Jeff Bezos) 所坚称,太阳系轻轻松松就能支撑「1 万亿人口」(a trillion humans),其中将有「1000 个爱因斯坦和 1000 个莫扎特」,那么我们是否该听亚马逊创办人的呼吁,勇闯苍穹、繁衍后代?

同时,私人太空公司宣传资料中用的那些崇高的标语、愿景以及使命描述,有个非常耐人寻味的地方:许多公司主张,进入太空其实是……为了要拯救地球――并让地球变得更好。

「我们开拓太空是为了把世界变得更好」(维珍银河,亿万富豪理查德·布兰森 [Richard Branson] 创立);「为了保存地球……我们必须进入太空,开发太空中无止境的资源和能源」(蓝色起源,贝佐斯的公司);「我们开拓进入太空以改善地球上的生活」(火箭实验室);「想象一下,大多数旅行的时间不到 30 分钟,可以在 1 小时或更短的时间内到达世界上的任何地方」(SpaceX,亿万富翁埃隆·马斯克 [Elon Musk] 的设想,他表示,太空旅行将使这种「地对地」 [Earth-to-Earth] 的旅行变得可行)。

我们为何上太空?50 年前要回答这个问题很简单。为了到月球呀!当然啦,大致说来的确是为了探索发现,具体而言则是为了国家威望。

然而,如果今天再问同样的问题,你听到的答案可能会有十几种。这些答案值得检视,因为如果不知道我们在太空里做什么――或打算做什么――就无法探究我们是否应该到太空。


在哈萨克那座停机棚外,我和团队其他成员一起步下巴士,这是个庞大的记者团,多半是俄国人,少数几位是加拿大人。我们站了一会儿、跺着脚,因为是 12 月初,天气寒冷――摄氏零下 14 度。

我们站在安全围篱边。那艘火箭太空船横躺在平板轨道车上,白色圆柱体底部有四个圆锥形推进器,顶端漆着色彩鲜艳的俄国国旗。这列火车发出低鸣后缓缓出发,驶往数公里外的发射场。

这次的发射有一些故事,上次在 10 月份发射时因感应器故障,机组舱与火箭和助推器组件分离,才爬升了 93 公里任务就被迫中止。NASA 的宇航员尼克·黑格 (Nick Hague) 和俄国宇航员阿列克谢·奥夫奇宁 (Alexey Ovchinin) 历经惊险的紧急降落才逃过一劫。

「组员很幸运,」参与过伊拉克战争、也是直升机驾驶的陆军中校安妮·麦克莱恩 (Anne McClain) 在 NASA 电视频道的记者会上说:「不过能进入轨道的每一位组员都很幸运。太空飞行不是件容易的事。」

麦克莱恩应该很清楚:身为 NASA 宇航员的她,是这次我即将在太空发射场目睹升空的任务中的一员。

现在俄罗斯联邦太空总署说问题已解决,这次的联盟号运载火箭发射不会有问题。确实,麦克莱恩和另外两位组员对我们说,他们也有信心。他们都竖起了大拇指。在拜科努尔,记者从 1 公里半外目睹这次发射。那是既让人着迷又意义深重的壮观景象:点火时火箭底部迸出巨大的橘色火焰,接着引擎发出隆隆怒吼声,撼动地面。让我备感敬畏的,是因为我知道太空船顶端有三位人类同胞,深信在自己笔直冲向天空的过程中,一切都会安好。

生活在太空中的人类数目即将翻倍――从三个变成六个。空间站内原本的三位宇航员将在不到三个星期之后返回地球,到时候,在地球大气层以外的地方——在月球上,在太阳系中的所有其他行星上,在所有其他卫星上,在小行星上,以及人类六十多年来建造并发射进入轨道的众多航天器里——将减少到三个。其他 76 亿人口的我们?我们依旧还在地球上的。


不过,在送宇航员到太空方面,美国很快就会有不只一个、而是两个美国制造的选项,最终摆脱对俄罗斯联盟号火箭的唯一依赖。这些新太空船是迈向更远距离任务的第一步:未来将航向月球、小行星甚至火星。

于是,在几个月之后,我来到了佛罗里达州一个高约 50 公尺的地方,当天天空湛蓝无比,波光粼粼的太西洋就在不到 1 公里之外。

我身处卡纳维拉角空军基地 (Cape Canaveral Air Force Station) 的 41 号太空发射平台上,这个平台的历史可追溯到 1965 年,当时这里为太空计划发射了泰坦 (Titan) 火箭,之后才有阿波罗计划。有一天波音 CST-100 星轮 (Boeing CST-100 Starliner) 太空舱也将从这里发射升空,舱内一次最多可载五名乘客前往国际空间站。

我出了电梯之后,首先注意到的是发射平台边缘那四条通往地面的平行滑索。

「如果你是宇航员,应该真的一点都不希望用到滑索。」美国联合发射联盟公司 (ULA) 的发射任务总监托尼·塔里安奇曲 (Tony Taliancich) 说。该联盟是波音和洛克希德马丁 (Lockheed Martin) 公司的合资企业。体格高大的塔里安奇曲在我参观他的地盘时一直面带微笑,他解释说这些 400 公尺长的滑索是逃生系统至关重要的一部分,是为了因应最后一刻才发生爆炸、起火或其他紧急状况而导致的弃船命令。

这些滑索让人想起 1967 年 1 月阿波罗 1 号太空船的舱内起火事件,这起悲剧瞬间夺走三位宇航员性命,发生地点就在离这里很近的 34 号发射平台,现在用来纪念这几位「做出最大牺牲使他人能触及星星」(who made the ultimate sacrifice so others could reach the stars) 的人。

这些滑索也很有警示作用:尽管 NASA 一直在追求更安全的太空飞行、也有了重大进展,但太空飞行仍是危险的行业。我们的宇航员在踏入太空船舱时,基本上就是踩在一颗炸弹上,而他们相信这颗炸弹会在受控状态下。

在 135 次航天飞机飞行任务中,有两次以灾难收场,各造成七人死亡。如果我们接受我们仰赖的美国民航客机有这样的失败率,那么我们忍受的就是每天 500 起以上的坠机事件。塔里安奇曲大半职涯都跟空军的太空发射任务有关,他带我看星轮组员舱将置入的位置,也指出一个通道,连接到一个密闭室,可以确保宇航员进入时舱内仍完好如新。

一名技师正为 CST-100 星轮安装零件。这款由波音公司打造的太空舱能载送最多五名乘员前往国际空间站,星轮的设计是降落在陆地上而非水上,配备有能在下降时减速的降落伞和减缓落地冲击力的气囊。每个太空舱能反复使用达十次。波音计划在今年稍晚测试载人发射。

大约一小时前我已在附近的组装厂看过一艘星轮,更正确来说,是看过这个圆锥状太空舱还没装上隔热外壳的上下半部,看到一艘太空船里面有多少像意大利面条一般交织的管子、线路以及电线,令人咋舌。

这艘太空船的舱室具有改良的座椅、较大的舷窗,还有内部的 LED 灯「情境照明」(Mood lighting),明显是阿波罗号太空舱的 21 世纪升级版。这种照明功能听起来有点异想天开,但其实绝非如此。有一天,先进的照明或许能协助调节宇航员的昼夜节律、睡眠循环和情绪,这是 NASA 或任何其他太空机构都必须先克服的几项重要挑战之一,然后才能把人送上为期数月的火星之旅。


只是火星之旅到底何时能成行?

在送人至红色星球探索方面,NASA 没有明确的时间表。他们现在把焦点摆在送宇航员重返月球,以此测试人类和太空船的能耐。

「月球是试验场,火星则是长期目标。」NASA 的布里登斯廷于 3 月在卡纳维拉角一场公布 NASA 预算草案的说明会上表示。

为了在月球上建立据点,宇航员必须设法取得水、氧以及氦――作为人类和机器的动力来源。(据信月球蕴藏有大量的氦-3,这种气体可用于未来的核融合推进火箭。) 月球最终也可能作为前进太空其他领域的准备基地,因为月球重力只有地球的六分之一,太空船脱离月球引力所需的能量比从地球出发少了许多。

太空探险倡议者对 NASA 预算感到不满,认为会让抵达火星的期程拖得太久。布里登斯廷则提出反驳,说这会激励私人企业加速开发载人登陆的能力。他经常以和漫画角色查理·布朗 (Charlie Brown) 亦敌亦友的露西 (Lucy) 为例,说明通往火星之路真的可行:「不会再像露西一再把查理·布朗正要踢的足球拿走一样了。」他说。星轮或 SpaceX 推出的飞龙 (Crew Dragon) 号,或两者一起,很可能就是人类太空探索的未来。

尽管如此,还是先把焦点拉回地球,再谈谈我们目前的进展吧。

我们明显还没到达许多人以为登月 50 年后能抵达的地方,当然也还没到 NASA 的佩恩说我们能到达的地方:也就是不只火星,还包括木星的卫星,以及天晓得还有哪里。我们现在连重返月球都没做到,而 1992 年逝世世的佩恩曾相信,在他有生之年就会有数千人到月球度假了。

「我们一定能把月球之旅的成本降到与现在的航空成本一样。」佩恩在阿波罗 11 号登月前没多久曾对《时代》(Time) 杂志这么说。

1969 年的伟大预言确实有可能实现――但时间会比较接近登月 100 周年,而今年的 50 周年里程碑则是太空世纪 2.0 的开始。

马斯克曾说有朝一日他打算移民火星,而他提出的登陆火星期程也最积极。他定 2024 年为载人 SpaceX 太空船登上火星的时间点,许多人都对这预测嗤之以鼻,觉得乐观得无可救药、或说是太鲁莽了。4 月份,由美国政府所要求的一项独立分析报告做出这样的结论:NASA 要在 2034 年以前送人上火星,「按现在所有的预算设定、科技发展及测试进度来看,并不可行。」其他火星计划支持者则说比较可能在 2040 年代初期做到。

登陆火星、进行探索:做得到。但要说清楚的是,许多专家认为对天外生活大胆预测根本是妄想捞月。

火星的天气变化剧烈,宇航员外出时,将需要可适应低至摄氏零下 60 度、高至摄氏 20 度之间的太空衣。在 NASA 的赞助下,北达科他大学的一间实验室正在开发由 350 个零件组成的实验性太空衣。

去年在华盛顿特区一场太空研讨会上,我碰到比尔·奈 (Bill Nye),他是知名电视节目《比尔教科学》(Bill Nye the Science Guy) 的主持人,也是行星学会执行长。他说话切中要害,广受欢迎。听了火星终将「地球化」成人类适居地的想法后,他大翻白眼。

「那里冷到不行,几乎没有水,也没有食物,喔,顺道一提,还根本没空气可以呼吸,」比尔说:「还有你太空衣里的味道――能带多少衣物清香剂就带多少吧,因为你在火星上一定会超渴望这种东西。」(比尔支持人类到红火星出任务,就是别想永久住在那里。)


另一点要重申的是:人类做得到的,机器人都能做得更好 (在太空中如此),只有一点例外,那就是无法和艺术家或诗人一样描绘出外太空的壮丽。我们没有派人上去、就已经在太空中做了很厉害的事,而且不仅是因为我们发射了许多人造卫星到地球轨道,让我们在各方面突飞猛进,包括我们在地球上如何通讯、导航、预测 (至少在天气方面) 和执行其他无数工作。

太空探测器持续传回清晰的影像,我们很快就要发射一具望远镜到太空中,功能之强大足以让我们一窥光源来自数十亿年前的遥远星体。这可以帮我们解答有关早期宇宙的问题,或许还能发现宇宙中其他有生命存在的地方。

那两艘了不起的旅行者号太空探测器于 1977 年发射进入太空,动力来自微小的核能发电机,至今仍在回传周遭环境的资料,靠的是耗电量相当于一颗标准灯泡的无线电发射器。传出的讯号极为微弱,但我们在地球上能「听到」旅行者想传达的讯息,因为我们已发展出能接收那些讯号的灵敏天线。

我觉得「让人赞叹」一词远不足以形容那两个奔得最远的地球使者,真的可以用外交官来形容,因为它们各自携带了赫赫有名的「金唱片」(Golden Record),里面录有地球上的声音、世界各地的音乐、以及吉米·卡特 (Jimmy Carter,发射时的美国总统) 的问候,如果真的碰上了具有感知能力的外星人,可以提供资讯并娱乐他们。

旅行者号至今仍在太空中高速飞行的这一点阐明了很严肃的一件事。

人类就是没办法进行这样一趟旅程。我们有各种恼人需求,需要空气、食物和水,还要有能对抗宇宙辐射或太阳耀斑的保护设施,更别提还需要一些刺激,免得我们在不知目的地在何方的漫长旅途中发疯。这时就值得一问:到底为什么要去?到底为什么?尤其是人类所有能做的事,机器人探测器都能做得更有效率、更快、更便宜也更安全的时候?让我们面对这个真相:无论是在小行星上开采稀有物质还是要为其他行星拍照,无人探测器都更能胜任。


但这也引发另一个问题:探索对我们来说是否重要?无人机器所做的任何旅行,就算旅途长达数十亿公里,都不可能像那位男士在月球印下第一个足迹,或有朝一日由哪位女性在火星印上第一个足印时,引发同样的兴奋、悬疑或敬畏之情。(布里登斯廷说,下一个踏上月球的美国人可能会是女性。) 如果有些人一心一意就是要攀登圣母峰 (Mount Everest) 或长途跋涉到极地,难道我们不会有一种不得不的冲动,驱使我们往火星和更遥远的地方前进吗?毕竟……你也知道……我们就是这样啊。

「关于人类天性有一个根本的真相:人类就是要探索,」阿波罗 15 号的指挥官大卫·斯科特在 1971 年从哈德利月沟 (Hadley Rille) 附近的位置用无电线传讯给休士顿地面控制中心时说:「这就是探险的极致。」

另外还牵涉到某些未来主义者口中的为人类存续「买保险」,也就是其他人所说的 B 计划,以备地球有一天变得无法居住。可能的原因包括不可抗力,像是似乎导致了恐龙灭绝的小行星,或是人类自身的愚行,比如核子战争或气候遭剧烈扰乱。我们一直为 A 计划担心,那是好现象,因为那绝对是我们最好的计划,可能也是唯一的计划。诚如环保人士暨作家比尔·麦奇本 (Bill McKibben) 所言,地球上最不适合人类居住的地方,都还是远比人类到得了的任何其他地方都更适合居住。

对第一个太空时代最大的讽刺,是它最经典的影像所呈现的并非月球或其他行星,而是我们的星球。最出名的「地出」(Earthrise) 景象中,我们这颗看来宁静安详的蓝色星球掩映在缭绕的云雾之中,悬挂在月球的地平线上方。这些照片激起了环保运动,促成把水和空气变干净的新法律,也让许多人提出一个简单的疑问:「我们难道不应该先把那一大笔钱用来解决自己的问题吗?」

所谓的「那一大笔钱」指的是太空计划,在某些年度占联邦总预算的 4.5% (目前 NASA 的预算为联邦预算的 0.5%)。直到今天以前,送人上火星的成本随便就能超越这个数字,所以我们至今一直跳过这件事可以说也没错。

我们现在正进入第二个太空时代,不断有创新科技出现,譬如可重复使用的火箭,降低了上太空的成本。在未来 10 年或 30 年间,去火星的花费一定会比现在便宜许多,也绝对比 1980 年代便宜。这真是赚到了,即使当年眼见尼尔·阿姆斯特朗踢起了一点月球尘土的人从没想到这一步要花这么久的时间。

还要多久时间仍是个未知数。

只要任何一次太空冒险发生了严重的意外或悲剧,通常就会让所有行动都跟着受挫,有时一停就是数年。资金也非源源不绝:譬如,目前小行星采矿计划似乎有点停滞。按鼓吹太空产业发展的人所宣称,开采太空稀有矿物可获利 1 兆美元或更多,这可能是真的,也可能不是。但如果光是开发探测技术就要花 1000 亿或 2000 亿美元,该怎么办?那可是一笔很大的赌注。

最后,太空也有黑暗的一面,这指的可不是曾经飞越过太空的宇航员所描述的广大无边的黑暗空虚而已。由于美国、中国和俄罗斯都在发展太空武器 (三国都坚称是为了防御),未来我们有可能在太空里打仗,发射飞弹、摧毁人造卫星,用强大的激光武器瞄准包括人类在内的地面目标。

SPACE INC. TAKES OFF

预估太空经济在 2017 至 2040 年间将成长三倍以上,营收超过 1 万亿美元。商业活动占这个产业将近 80%,预期将快速成长。商用卫星与军事、科学和其他用途的卫星越来越小,效率越来越高,发射费用也更省。

私营企业收入

$3073 亿美元

公部门资金

$806 亿美元

$207 亿

产品/服务

美国

国防部

其他国家

基础设施

尽管有来自串流

服务的竞争,

营收仍维持稳定。

$976 亿

卫星电视

$197 亿

NASA

$86 亿

中国

(估计)

中国的太空预算

并未公开。各国

的太空经费约占

其国内生产总值

的 0.07 %。

$70 亿

军事用途,

除美国以外国家

$858 亿

地面站点

和设备

$66 亿

欧洲空间局

地球上需要能与太空船

传输讯号互动的硬件。

$31 亿

俄罗斯

$22 亿

美国国家海洋

和大气管理局

$21 亿

法国

$18 亿

EC*

$819 亿

地理定位、导航

与计时

$16 亿

随着智能

手机和自

动驾驶车

辆生产量

增加,需

求量势必

也会上升。

日本

$14 亿

印度

$14 亿

意大利

德国

韩国

美国国家科学基金会

英国 2017 年的政府支出成长率最高,将近 98%。

瑞典

$232 亿

其他国家

卫星通讯

EUMETSAT†

加拿大

其他部门

英国

以色列

西班牙

$68 亿

$5300 万

卫星制造

波兰

$54 亿

卫星广播

$34 亿

地球观测

*

EUROPEAN COMMISSION 欧洲联盟执行委员会

卫星发射

EUROPEAN ORGANISATION FOR THE

EXPLOITATION OF METEOROLOGICAL

SATELLITES 欧洲气象卫星应用组织

保险费用

包括美国联邦航空署、能源部、内政部及农业部

$1000 万

太空旅游定金

DAISY CHUNG AND KAYA BERNE, NGM

STAFF. SOURCE: SPACE FOUNDATION


在前往哈萨克目睹联盟号火箭发射的途中,我先到莫斯科和几位宇航员见面、参观了几间博物馆,因为如果不了解苏联太空计划所带来的挑战与刺激,就很难体会 NASA 的宇航员是怎么登上月球的。美国人看待登月竞赛,往往就像他们看待一场美式足球赛一样。没人真的记得或在乎整场比赛大部分时间是谁领先,重要的是谁赢了,就算他们是从落后三次达阵追起才反败为胜。按照这种比法,最后是美国胜利,故事结束。

但在苏联时代宇航员为国家级偶像的俄罗斯,感受到的却是一场完全不一样的太空竞赛,就像是从超人漫画中的颠倒地球「比扎罗」(Bizarro World) 看世界。

按俄罗斯的说法,这整件事比较像是田径赛,多数的竞赛项目都是苏联赢,只是美国在最后赢得了重要项目。

苏联在太空中达成的世界第一纪录确实很可观,从第一颗人造卫星、第一只上太空的狗、第一位上太空的男性和女性、到第一个多人太空团队、还有太空漫步。这足以让任

何一个美国人了解,在冷战最高峰期,美国因为其共产党敌手而在太空领域蒙受的国耻之深,而肯尼迪 (John F. Kennedy) 总统誓言在 1960 年代末期让宇航员登上月球并返回地球,又为什么是极高明的一招险棋,让美国在世界舞台上能重拾威望。

有趣的是,我在俄国见到的宇航员似乎与美国宇航员在两个方面上看法一致。首先,待在太空的那段时间,大大加深了他们对保护地球的关注。其次,他们虽然强烈支持人类探索太空,却都认为人类要在太空里建立永久性且分布广泛的殖民地是疯狂想法。

「其实……太空中并不舒服。」维克多·萨维内赫 (Viktor Savinykh) 说。

79 岁的萨维内赫在俄罗斯是家喻户晓的人物,因为他曾在 1985 年冒着生命危险去修理严重损坏、表面结冰、脱离了轨道的礼炮空间站 (Salyut)。「很容易失去方向感,在上面的时候记不得事情,」他接着说:「真的很耗脑力,阳光一直照着眼睛。很难描述,身体会变虚弱。」

不过他也坦承贝佐斯的愿景有一天可能会实现。

「对此我并没有答案,」萨维内赫告诉我:「新一代和下一代和再下一代――会是由他们来做决定。我们已经把我们的部分完成了。」

那些世代一定会问一些有趣的问题。当我在华盛顿特区参加的那场太空研讨会接近尾声时,一群列席的美国宇航员针对世界各地学童提问的影片进行回答。

「有没有可能,」一名来自巴尔的摩 (Baltimore)、名叫布莱斯·欧坦西 (Braith Ortenzi ) 的五岁男孩想知道,「从一个星系旅行到另一个星系?」

「我很欣赏他能这样大格局思考!」曾参与三次航天飞机任务的资深宇航员克里斯·佛格森 (Chris Ferguson) 答说。他预定将搭乘波音星轮前往空间站的首航。「我们必须先掌握光速飞行这件事,」他在观众爆出笑声之际补充道:「然后才能从一个星系旅行到另一个星系。」

「他会发展出能达成目标的科技!」预定参与 SpaceX 飞龙号第一次飞行任务的宇航员维克多·葛罗佛 (Victor Glover) 插话说。

「拜托带我们去,」去过空间站两次的退休宇航员妮可·斯托特 (Nicole Stott) 说:「带我们跟你一起去吧!」

葛罗佛开心地笑着点点头,补了最后一句话:「兄弟,就看你了!」


This story appears in the July 2019 issue of National Geographic magazine.

人类登月 50 年:
仰望星空的冒险

Looking back at the first landing on the moon, and forward to the next giant leap. 查看专题文章