【太空競賽】中美下月齊探火星 「火箭之王」擬2030年首飛

19/06/2020


  從半世紀前的科幻經典「2001太空漫遊」,到2015年的賣座大片「火星任務」……電影銀幕映射人類衝向寰宇、探索未來的雄心壯志。而隨著航太業「新丁」--SpaceX,5月底以「獵鷹9號」火箭及「載人龍」飛船成功將兩名太空人送上太空,開創史上首次商業載人航天發射先河,不單令太空旅遊不再是遙不可及,更勢令中美從月球到火星的太空競賽更趨白熱化。

 

  五角大樓周三(17日)公布的《國防太空戰略》即明言,太空正成為非比尋常的戰鬥領域,須在政策、戰略、運營、投資、能力等全組織範圍推進變革。

 

「載人龍」報捷,星艦計劃全力加速

 

  自2011年7月阿特蘭蒂斯號穿梭機退役,睽違9年,隨著再有太空人自本土升空,美國載人航空計劃終重回賽道。

 

 

睽違9年,再有太空人自本土升空,美國載人航空計劃終重回賽道。

 

 

  5月30日,億萬富翁馬斯克(Elon Musk)旗下公司SpaceX,在肯尼迪航天中心成功以「獵鷹9號」火箭將「載人龍」飛船送上太空;經歷19小時後,兩名美國太空人順利抵達國際太空站。史上首次商業載人航天發射、可回收火箭、猶如Ipad的觸摸式飛船控制台……都被稱作將重新定義太空飛行。

 

  寫下里程碑式一頁的SpaceX創始人、行政總裁馬斯克,未等及「載人龍」飛船返航,就馬不停蹄指示員工,「將Starship(星艦)項目視為公司的第一優先,並顯著加快推進」,目標直指他早前許下的「將人類送上火星」的奇想。

 

  包含「火箭+飛船本體」的Starship,實際是可回收式的「行星際運輸系統」,整體高度逾120米,終極目標是同時將100人送到月球甚至火星。

 

侵侵:很快登陸火星及擁最偉大武器

 

  有馬斯克這位「鋼鐵人」天才的神助攻,當天在佛羅里達觀摩「載人龍」升空的侵侵,即高呼「美國太空人將很快登陸火星!」並誇口「華盛頓將很快擁有史上最偉大的武器」,似一語道破太空競賽的核心內涵。

 

  自1969年阿波羅登月,到太空總署(NASA)去年提出2024年實施「阿提密斯(Artemis)」重返月球計劃,賽場顯然已不止於地球的小小衛星。侵侵去年6月就發推稱,「(登月)我們50年前就做到了,他們(NASA)應該放眼更大的目標,包括火星。」

 

中國研發的新一代載人飛船,體重超過20噸。未來在執行近地軌道任務時,可以一次運送6-7名航天員。 

 

 

  而2011年、2016年分別發射兩個太空實驗室、2019年1月完成人類首個探測器登陸月球背面任務的中國,同樣志比天高,據《2016中國的航天》白皮書,2020年將發射首個火星探測器,2030年首飛「長征九號」超重型火箭,雙雙劍指火星這顆火紅色星球。

 

希望號、毅力號、天問一號相繼升空

 

  巧合的是,就在下月,中美的新一回合火星競賽--發射火星探測器將正式啟幕,半途加入的還有中東土豪阿聯酋。

 

  為甚麼是7月?這與火星的公轉周期(687天)、火星地球的會合周期(779天)有關;換言之,人類飛行器欲借地球與火星距離相對最短(約5500萬公里 VS 最遠4億公里)時飛近火星的機會,每26個月才有一次。若火星探測計劃錯過7月,恐須至少等到2022年。

 

  三顆預計相繼升空的探測器分別為:阿聯酋的「希望號」火星軌道探測器,預計7月15日在日本鹿兒島縣種子島航天中心,由三菱重工H2A火箭發射;美國的「毅力號」火星探測器,預計7月20日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地,由宇宙神V 541型火箭發射;中國的「天問一號」火星探測器則預計7月17日-8月5日在海南文昌發射場由長征五號火箭發射。

 

展「繞、落、巡」VS探尋生命證據

 

  根據現有計劃,「希望號」並不會真正著陸火星,而是採用環繞探測方式研究火星大氣和環境;「毅力號」和「天問一號」則將嘗試著陸火星表面,倘若明年初成功抵達,將成為排名第九、第十的「登火」人類探測器。而早前成功的8個探測器(包括大名鼎鼎的機遇號、勇氣號、好奇號),全部來自美國。

 

  其中,「毅力號」的主要任務是研究火星環境,並在岩石樣品中搜集和尋找生命存在的證據;「天問一號」則將開展火星「繞、落、巡」,5大任務目標包括:拍照記錄、檢測火星表面物質元素、檢測火星環境、分析火星內部和淺層地質結構、記錄火星氣象。

 

 

美國「毅力號」的主要任務是研究火星環境,並在岩石樣品中尋找生命存在的證據。

 

  登月之後的下一個目標為甚麼是火星?聽起來像天方夜譚,但卻與人類的終極未來--多行星物種有關。相比表面溫度高逾400度的水星、金星,或低逾零下150度的木星、土星,介乎零下87度-5度的火星,可謂最接近地球的人類宜居地之一。馬斯克甚至將人類移居火星形容為「跟時間競賽」。

 

長征九號最大載荷及安全係數皆佔優

 

  新回合下月開跑,另據馬斯克本月初再次確認,SpaceX擬在2022年向火星發射無人太空船,將裝載可建立電力等基礎設施的設備送上火星;並在2024年進行載人火星任務。那麼,中國的「登火」時間表又如何?

 

 

跟「獵鷹重型」火箭擁有27台發動機不同,研發中的「長征九號」發動機更少,安全穩定係數更高。

 

  據中國航天科技集團的「覓音計劃」項目,除了2020年的首個火星探測器著陸、北斗導航衛星全球系統;計劃到2030年,發射長征九號重型運載火箭、發射宇航飛行器以直接成像手段認證太陽系外宜居行星、實施火星和小行星取樣返回;到2045年,建成功能完備的月球科研站、進行太陽系邊際探測、發展載人登火能力。換言之,中國太空人登陸火星,有望在2045年前實現。

 

  與1969年阿波羅飛船借「土星5號」火箭實現登月一樣,中國登陸火星將仰賴被稱作「火箭之王」的長征九號。這一近地軌道(LEO)最大載荷高達140噸的超重型火箭,相當於SpaceX現時獵鷹重型火箭(63.8噸)逾兩倍。

 

  更特別的是,跟獵鷹重型、設計中的Starship分別擁有27台、31台發動機不同,長征九號擬只使用12台芯一級與助推器發動機,安全穩定係數更高。

 

撰文:俞瑾

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