阿提米絲的願望

殖民月球的「嫦娥任務」:中、美較勁掀起新太空競賽

20世紀,美國和蘇聯冷戰時期下,曾經上演過激烈的太空競賽。蘇聯解體後,美國穩居太空龍頭,近年來逐漸受到中國挑戰,2007年中國月球探測器「嫦娥1號」發射升空後,亞洲各國也紛紛跟進,已掀起新一波的21世紀太空競賽。

(文/王立柔;設計/黃禹禛;畫面動態設計/黃世澤余志偉;核稿/楊惠君;審閱/張起維;責任編輯/陳韻如


從1990年代起,中國太空專家便著手規劃月球探測計畫,並於2004年正式開啟「嫦娥工程」,預計以循序漸進的方式完成三階段目標:無人月球探測、載人登月、建立月球基地。直至今年(2022),中國還未邁入「載人登月」的階段,預計最快2030年才可能實現,但目前在「無人月球探測」階段已經取得亮眼成績,引起美國和亞洲各國的關注、警戒與跟進。

嫦娥1~5號接力,完成無人月球探測、取回土壤 

中國國家博物館中陳設由「嫦娥五號」所帶回的月球土壤樣本。(攝影/Kevin Frayer/Getty Images)

中國能夠走到這一步,首先要從2007年10月24日說起。

那一天,「嫦娥1號」發射升空,兩週後進入預先設定的繞月軌道,在距離月球表面約200公里高的圓形繞極軌道上運轉。這是中國第一顆在地球軌道外運行的月球探測器,其任務包括拍攝月球表面的立體影像、分析月球表面的化學現象,測試可以用於擴張中國登月計畫的各項技術。嫦娥1號蒐集的資訊非常實用,不僅能讓科學家研究月球地質構造的演化,也有助於判斷未來適當的登月地點。

只是繞行月球而已,很厲害嗎?嫦娥1號的任務實際上需要高超穩定的技術,過去歷史上有多次探測器無法順利被月球引力捕獲而失敗的紀錄。此外,在嫦娥1號的運作過程中,總共經歷了3次月食,也就是探測器繞到月球背對太陽那一面,落入月亮的陰影裡,這時會出現溫度驟降和能源供應的問題,對器材和遠端控制技術都是很大的挑戰,然而嫦娥1號與工程人員成功地通過了這些考驗。

「嫦娥2號」則在2010年10月1日發射升空,這一次推進更順利,只花短短5天就進入繞月軌道,開始為「嫦娥3號」勘查適當的登月地點。就在燃料即將耗盡前,嫦娥2號也離開月球軌道,前往地球和月球之間的第二拉格朗日點(L2)進行環繞,替未來發射探測器到月球背面的任務蒐集基礎資訊,此外也飛經圖塔蒂斯(Toutatis)小行星拍攝不少照片。

小行星撞地球,會是世界末日嗎?

人類最早在1934年觀測到圖塔蒂斯小行星,因其運轉軌道非常靠近地球,有些人擔憂會對地球構成威脅,事實上,也不只是這顆小行星曾經引來「撞地球」的末日論。對此,美國國家航空暨太空總署(NASA)特別在2015年發出新聞稿強調:「沒有小行星會對地球造成威脅!」NASA的「近地天體觀測計畫」表示,至少在可以預見的100年內,沒有已知的小行星或彗星會對地球造成影響,所有已知的「潛在威脅小行星」(Potentially Hazardous Asteroids)危害地球的機率都不到0.01%。

接著,嫦娥3號在2013年12月14日「軟登陸」月球表面,代表著順利緩緩降落,沒有機具損傷,為中國的太空發展史寫下新的里程碑,繼美國和蘇聯在1960~1970年代的登月行動之後,成為全世界第三個成功以探測器登陸月球表面的國家。

事實上,21世紀以來的探測器登月行動,全都出自中國的嫦娥工程。

嫦娥3號登陸後,隨即釋出「玉兔號」月球車展開探測任務,利用雷達完成了月球地質剖面圖,並發現了新的岩石「月球玄武岩」。由於在中國神話裡,嫦娥和玉兔居住的宮殿是「廣寒宮」,中國後來便將嫦娥3號登陸點附近區域命名為廣寒宮,也獲得國際天文聯合會(International Astronomical Union, IAU)的批准。

2019年1月3日,「嫦娥4號」再度寫下歷史新頁,首次登陸「月球背面」,並以探測車「玉兔2號」進行地質探測。所謂的月球背面,就是永遠不會面對地球的那一側,原因是月球的自轉與公轉速度相等,月球繞地球公轉一圈,同時也才自轉一圈,所以地球上的觀測者始終只能看到月球的半面。玉兔2號的訊號必須透過位在L2點的「鵲橋」中繼星,將訊號回傳到地球。儘管早在1959年,蘇聯便拍攝到月球背後的照片,但並沒有探測器登陸過月球背面,因此,嫦娥4號的成就獲得全球高度關注,也顯示中國克服了「月球背面崎嶇」、「接收不到地球電磁波」等技術性挑戰。

2020年12月1日,「嫦娥5號」登陸月球。與先前那些探測器不同的是,它擁有返程設備,半個月後不僅回到地球,更成功帶回月球土壤樣本。中國科學家已根據這些樣本發表研究,說明月球上如何產生年輕火山運動,顛覆了科學界過去的某些認知。

由月球到火星,多國展開太空競賽

北京中華航天博物館中的太空站展區。(攝影/Hou Yu/China News Service via Getty Images)

至此,中國的嫦娥工程已帶動21世紀亞洲的太空競賽,2019年,以色列民間組織SpaceIL、印度也都各自派出月球探測器,但都在登陸前功虧一簣。今年8月,由韓國主導開發、與美國NASA合作的第一顆繞月飛行器「Danuri」升空,預計12月進入繞月軌道、明年初(2023)展開科學任務。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)也發展月球探測器「OMOTENASHI」,11月16日與阿提米絲1號(Artemis 1)共同發射,但因為通訊異常錯失初步登月機會。另一間日本民間公司ispace則在12月11日發射「HAKUTO-R」登月與探測車任務。土耳其也計劃在明年將太空人送上月球。

值得注意的是,太空競賽並不只是登月而已。

2021年,中國啟用「天宮號太空站」,首次將3名太空人送入自建的太空站,引發國際關注。此外,「天問一號」探測器登陸火星,讓中國成為繼美國之後第二個成功將探測器送上火星的國家。針對火星,阿拉伯聯合大公國的探測器「希望號」(Hope)也成功進入火星軌道,蒐集有關火星大氣層的數據。在今年9月之前,美國的「毅力號」(Perseverance)也已採集到火星的岩石樣本,並預計在近期帶回地球。

整體來說,太空探索也是「綜合國力」的展現,象徵著國家擁有強大的科技與財富。中國媒體更是將太空事業的成就描繪成「民族復興」,認為這會增強民族自豪感和愛國熱情。此外,太空科技也可能運用在軍事上,例如美國有高層國防官員發出警告,認為中國和俄羅斯都在壯大實力,以摧毀為美國情報工作、軍事通訊和預警網路奠下基礎的衛星系統。從這種「太空武器化」的指控,就不難看出太空競賽為何被視為兵家必爭之地,而透過太空探索也可能發現新的資源,背後的潛力非常可觀。

因此,中國的太空發展也促使美國加速重返月球的計畫,讓太空成為中美角力的新關鍵領域。美國更是積極尋求與亞洲國家的合作,今年5月宣布未來要將日本太空人送上月球,並且與韓國簽署共同研究太空政策的雙邊合作協定,而韓國未來也將成立獨立太空機構,深化與美國的合作。

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王立柔 1992年生,曾任記者(2013-2019),現就讀台大翻譯碩士學位學程(2020-),想追求既入世又出世的生活狀態。 了解更多 黃禹禛 從新聞系半路出家的設計師,主要任務是把複雜的資訊變成好懂、好讀的圖像。轉化故事不太容易,但我會繼續努力! 了解更多 楊惠君 從沒有手機和電腦的時代開始當記者。記者是挖礦人、是點燈人、是魔術師──要挖掘世界的不堪,為喪志的人點燈,將悲傷的事幻化成美麗的彩虹⋯⋯常常會失敗,但不能放棄去做到。 了解更多 張起維 中央大學太空科學與工程研究所博士。專長是研究人造衛星運作及太空人健康的太空環境,以及探索太空環境及太空天氣用的小型人造衛星與儀器。帶領中央大學的衛星團隊發展2021年發射... 了解更多 陳韻如 新聞系畢業後,就投入編輯這份工作,非常努力讓每一篇報導都美美的呈現在讀者面前,希望你也喜歡這篇文章。 了解更多 黃世澤 相信影像是普世語言,努力以攝影與人溝通、講述故事,追尋意義。 了解更多 余志偉 與攝影一同死去,在影像中追尋人生、體察社會,浮游於知識的汪洋。 了解更多

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