殖民月球有可能嗎?

殖民月球有可能吗?

圖源: Education Images/Universal Images Group/Getty

利維坦按:著名的科幻小說作家亞瑟·查理斯·克拉克於1954年就曾經提出人類在月球上建立基地,並使用充氣組件包覆月球基地以阻絕月塵進入的構想。人類對於月球的首次探測是在1959年由蘇聯所發射的月球2號探測器,它首次硬著陸於月球表面。月球3號在同一年拍到了月球背面的照片,並因此開啟了無人操作的月球探測時代。

及至今日,殖民月球的計劃已經近在咫尺。不過,月球相對於地球而言環境可謂惡劣,月球的漫長黑夜(接近15個地球黑夜)、溫度的劇烈變化、缺乏大氣層、輻射線的照射等等,無疑都是對於人類殖民月球的挑戰。因此,有人提議將月球基地建築在地底下,這樣可以抵抗輻射線與隕石的撞擊,同時規避月球晝夜的極端溫差(白晝的平均溫度為攝氏107度,黑夜的平均溫度則會下降到攝氏-153度)。負責“月球村”項目的歐洲太空總署專家伯納德·福因(Bernard Foing)對此十分樂觀,他估計,到了 2050 年,將有上千人類在月球定居,甚至開始有孩子在月球出生。

不論怎樣,我個人都堅信人類不會永遠留在地球上,我們有生之年也極有希望看到一個通往火星的太空前哨中轉站了。

譯/chichi

原文/medium.com/s/futurehuman/are-moon-colonies-possible-or-the-fantasy-of-billionaires-e2d5cace7249

本文基於創作共同協議(BY-NC),由chichi在利維坦發佈

當我年少時,我和哥哥曾深陷《太空:1999》(Space: 1999)無法自拔,永遠看不夠。這是一部上世紀70年代中期的電視劇,有著炫酷的特效,超級迷人的芭芭拉·貝恩(Barbara Bain)與現實生活中的丈夫馬丁·蘭多(Martin Landau)共同出演,以及包括對影片主角——月球的描繪,使這部48分鐘一集的周播劇徹底俘獲了我們的心。雖然設定有點兒牽強:月球基地上發生的一場大爆炸把它撞出了繞地球運行的既定軌道,而後穿越銀河系,進行了一場探索奇異新世界的旅行。它的背景設定在未來僅僅15年後。

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《太空:1999》海報。圖源:gerryanderson

在阿波羅計劃之後的那些年裡,我們期待諸如NASA這樣的在現實生活中從事太空基地工作的國際空間力量。40多年後,我們卻仍然在等待我們的阿爾法月球基地(Moonbase Alpha,一款具有教育性質的電腦遊戲,由虛擬英雄公司與美國國家航空航天局教育中心聯合研發),而興趣絲毫不減。前宇航員、擁有企業實幹精神的夢想者們,以及諸如《太空:1999》的短命科幻劇,使得月球殖民之夢保持鮮活,直到今天,科技、金錢和政治利益的融合,正把這個想法從科幻推向現實。

在我對太空科學家、業內官員和未來主義者們的採訪中,似乎有一張非正式的月球殖民藍圖正在慢慢形成。首先,太空私企找到了降低發射成本的辦法。現在,SpaceX公司表示每次發射“獵鷹9號”火箭的成本為6200萬美元,而更強大的“獵鷹”重型火箭每次發射的成本估計為9000萬美元。衛星公司和其他想要進入軌道的公司可以在批量採購中獲得折扣。SpaceX公司正在向國際空間站運送食品和補給,希望在2019年年底前運送美國宇航員。

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“獵鷹9號”火箭發射瞬間。圖源:TechCrunch

然後是繞飛和軌道平臺。中國計劃在2020年之前發射一個繞地球運行的空間站,而美國宇航局NASA則要求私營公司2022年在月球附近開發和建設一個“月球軌道平臺——關口”。這可能是NASA未來在月球和火星上進行探索和定居計劃的發射臺。

與此同時,像月球快遞(Moon Express,由一群硅谷太空企業家所成立,以贏得Google月球X大獎,挖掘月球自然資源,獲得經濟價值為目標)這樣的私人公司,以及中國、印度和歐洲航天局都在機器人登陸器和漫遊探測器方面齊頭並進。據支持者們所言,最後一步將會是人類在月球表面的持久駐留。

也許先是一個政府的基地,接著是一個私企的月球度假勝地。

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月球快遞MX-9登月探測器概念圖。圖源:The Planetary Society

根據總部位於華盛頓州雷德蒙德的行星資源公司CEO克里斯·勒維奇(Chris Lewicki)的說法,NASA對登月計劃的長期參與是私營公司在月球表面得以進行開發建設的關鍵,該公司計劃開採小行星,用於獲得火箭燃料和水。

政府項目就像購物中心裡的主要租戶,”勒維奇談論到NASA和未來的月球基地時說,“沒有這些大的租賃者,所有的小生意都沒有存活的希望。沒有NASA,這對我們來講就很難做到。”

有人說,這一切都可能在未來10年發生。另一些人說,要想開發出常規的月球發射技術,至少需要20年的時間,屆時成本會降低,這樣才能真正滿足消費者的需求。

“單一行星物種無法生存。離開這顆行星也許並不是一個壞的生存策略。或早或晚,它都會成為在月球上建立基地的動機之一。”

一位月球專家說,雖然這種速度似乎很緩慢,但它意味著建立新世界的殖民地,這並非一蹴而就。“在發現、具體探索和開發之間有一個時間差,”詹姆斯·W·海德三世(James W. Head III)說,他是布朗大學的一名行星科學家,在NASA開始他的職業生涯,為阿波羅計劃選擇行星著陸點。

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電影《月球》(2009)劇照。圖源:Daily Mail

所以到底為什麼要去呢?

支持者相信月球殖民地將使我們更好地理解如何深入太陽系,同時又是一次千載難逢的有趣假期。月球比火星要近得多——只需要3天時間到達,而不是9個月——這使得月球汽車露營愛好者比那些最終到達火星的骨灰級太空揹包客有更多的目的地選擇。

還有月球採礦的想法。

一些中國和歐洲的研究人員認為,月球表面含有大量的稀有元素氦-3,可以作為未來從地球到太空的火箭燃料(它的缺點是加工並使其可用,需要耗費大量的能量)。在月球的極地區域也有冰凍的水:通過電解將水分解成氫和氧,你就有空氣可以呼吸——再加上另外的火箭燃料源。這可能還有很長一段路要走,但據歐洲和中國的月球項目相關領導人說,他們計劃在即將到來的月球任務中進行探索和研究。

殖民還有另一個很好的理由:

我們的生存。詹姆斯·海徳(James Head)記得,當被問及人類為何要重返月球時,在“雙子座”、“阿波羅”和航天項目中飛行的阿波羅計劃的指揮官約翰·楊(John Young)總是說:“單一行星物種無法生存。離開這顆行星也許並不是一個壞的生存策略。或早或晚,它都會成為在月球上建立基地的動機之一。

月球經濟可行嗎?

要使月球基地運轉,必須有經濟基礎。美國已經有越來越多的“近地軌道”相關的業務公司(簡稱LEO)將衛星送入太空,為它們提供服務,並準備為人們在軌道上工作和生活創造條件。

LEO的經濟數據在持續增長。根據位於佛吉尼亞亞歷山大市的一家諮詢公司布萊斯空間&技術(Bryce Space and Technology)2018年5月的報告,自2000年開始,超過180個太空初創風險項目吸引了超過184億美元的投資。SpaceX的估值達到了280億美元,是太空產業的龐然大物,它的CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)想要做到如下的一切:發射一組繞地球軌道的衛星,讓人們繞月飛行,並最終建立一個火星基地。

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SpaceX成功回收一級火箭的瞬間。圖源:TechCrunch

馬斯克曾錯過特斯拉Model 3的交付和他雄心勃勃的太空計劃的最後期限。儘管如此,SpaceX火箭發射的頻率——2017年開始總共28次——使它成為了最成功的太空商業發射公司。

SpaceX通過研究計算如何重複使用已發射的火箭降低發射成本。這有可能打開地球和月球周圍一系列零重力停靠站的大門,私人的休息站將最終取代國際空間站這個耗資1000億美元、由NASA資助、歷時20年的任務,目前已進入最後階段。

白宮表示,希望在2024年之後有其他人來管理這個項目,這樣NASA就能著眼於讓人們重返月球和火星,儘管目前國會並不同意。

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藝術家對於畢格羅月球基地的構想圖。圖源:Bigelow Aerospace

總部位於休斯敦的Nanoracks公司CEO傑弗裡·曼伯(Jeffrey Manber)認為,從近地經濟過渡到月球經濟的轉變是現實的。Nanoracks是一家在空間站上運營自己的實驗室空間的公司,為來自空間站的商業和大學客戶發射10英寸見方的小型衛星,被稱為“立方體衛星”。

“5年內我們將擁有LEO酒店,10年後人們將會見到基礎設施的發展,”曼伯說。“將會有酒店分散在邊界各處,還有倉庫、燃料補給站,接著就是商業模式或者月球殖民。

“擁有一個海因萊因式未來的關鍵,就在於將擺脫地球重力的成本降低,一旦做到這個,所有事情都會迎刃而解。”

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藍色起源新謝潑德(New Shepard)火箭測試。圖源:CNET

我們大可以說曼伯是瘋了,但是他說的很多事情實際上正在發生。2016年太空技術初創公司畢格羅航空航天公司在空間站上建造了一個充氣宇航員工作艙,並計劃在2022年前將其送入繞月軌道。該公司由羅伯特·畢格羅(Robert Bigelow)所有,他是美國酒店經濟型套房(Budget Suites of America hotels)的億萬富翁,並公開表示相信UFO會造訪地球。畢格羅是參與月球競賽的幾位億萬富翁之一,其中包括擁有藍色起源(Blue Origin,美國華盛頓州肯特市的私人太空公司)的傑夫·貝佐斯(Jeff Bezos,亞馬遜創始人)、SpaceX的馬斯克、維珍銀河的理查德·布蘭森(Richard Branson)。

他們的雄厚財力和從季度收益回報中得到的自由度幫助推進了過去10年中技術的飛躍發展。他們建造火箭,可以讓像畢格羅和Nanoracks這樣的公司離開地球,飛向月球。只有在阿波羅時期的NASA才能趕上像貝佐斯這種人的燒錢速度,據說他每年賣出10億美元的亞馬遜股票,以維持“藍色起源”。

藍色起源公司正在開發藍月著陸器,它可以為基地作準備,搭載貨物到月球表面,以及剛在7月份進行成功測試的新格倫(New Glenn)火箭。

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圖源:Reddit

月球殖民真的現實嗎?

安迪·韋爾(Andy Weir)表示,讓火箭發射的經濟效益發揮得恰到好處,可能會成為使人類和貨物在月球順利著陸的關鍵轉折點。他寫了科幻小說《火星救援》(The Martian),講述了一名被困宇航員的故事,該片由馬特·達蒙(Matt Damon)主演,在2015年轟動一時。作為後續,韋爾寫道,阿耳特彌斯(Artemis)是一個月球殖民地,受到一項涉及採礦利益的掠奪和勒索計劃的影響。故事發生在21世紀80年代,他相信現實中的月球基地是可能的。

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藝術家對於充氣宇航員工作艙的構想圖。圖源:Bigelow Aerospace

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2016年,畢格羅與畢格羅航空航天公司員工合影。圖源:Bigelow Aerospace

“擁有一個海因萊因式未來的關鍵,”韋爾說,他指的是是20世紀50年代的科幻作家羅伯特·海因萊因(Robert Heinlein),“就在於將擺脫地球重力的成本降低,一旦做到這個,所有事情都會迎刃而解。

為了找出如何可以使富有的太空揹包客花7萬美元去月球度假,韋爾研究計算了大量數據。他粗略估計,火箭發射的成本必須從目前的每公斤4635美元(按2015年匯率計算)降至每公斤35美元左右。這是一個很大的降幅,不過花費的時間可能沒有我們想象中那麼長。

韋爾相信,一旦這個問題得到解決,月球就已經擁有了建造城市所需的天然資源。

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圖源:New Scientist

“就算LEO運作成本降低,在這個世界仍舊需要使用當地的資源,”韋爾說道,“早期的拓荒者沒有帶去運木材的托盤來建造他們的房子,” 韋爾說月球本身具有極其豐富的資源來建設基地,例如,覆蓋月球表面的大量鈣長石,可以分離成鋁、氧氣、鈣和硅(用於玻璃)。

不過,在他做完所有的研究之後,韋爾意識到就連地球的海底、極地,甚至撒哈拉沙漠都比月球殖民要容易得多。他指出,人類必須攜帶足夠用於呼吸的氧氣、食物和水,還得做好抵禦太空輻射的保護措施。

“問題是,你仍然不想把人類送上月球,”韋爾說,“你想要把機器人送上去。人類軟綿綿、黏糊糊的,還會死。機器人很堅硬,再說它們要是掛了,沒人會傷心。”

中國已經在努力了,他們計劃在12月向月球另一側發射著陸器和探測器。這個國家的領導人曾說過,要在2036年將宇航員送上月球,而白宮則表示希望NASA重返月球,但並未給出明確日期。

海徳,這個也和中國人一塊兒工作的行星科學家認為,中國政府具備擁有高端昂貴的技術企業所需要的終極財力。

中國的航天計劃不需要擔心要向國會證明自己的開支是合理的,或者把公司股票賣光來平衡太空公司的資金缺口。

“對於他們來說,終極目標就是把宇航員送上月球,並且非常明確地朝著這個方向行進,” 海徳說,“他們有可能真的會比我們更早重返月球。”

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想像中的月球基地,由充氣式的組件構成。圖源:New Scientist

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