【科技.未來】太空站與載具進度落後 NASA可如期載人重返月球?

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取名自希臘神話中阿波羅胞姊,美國太空總署(NASA)將於2024年開始展開「阿緹蜜絲」(Artemis)計劃,在阿波羅任務完成五十多年後,再度重返月球,繼而前往火星。在這甚具挑戰的時限,美國這一次會如何登月?

阿緹蜜絲與阿波羅的最大分別是強調可持續性。比起只送人到月球行走幾小時,NASA今次想在月球表面附近建立某種可持續的基地。這正是為什麼阿緹蜜絲計劃包括名為「門戶」(Gateway)的部份—一個建於月球軌道上的太空站。人類不會直接由地球前往月球表面,會先去Gateway再以登月器着陸。

前往火星的收費亭

Gateway基本上是一個小型版國際太空站,在月球軌道運轉,目標是作為平台,讓太空人在前往月球表面之前短期居住、訓練和進行科研。NASA 5月宣布與三間公司簽約,每間會攜帶多達14個實驗到月球進行。太空人可從Gateway降落到月球任意一點,而非阿波羅任務般只在赤道附近。

NASA月球軌道太空站Gateway各組件及用途(製圖參考:NASA)

NASA在2017年首次提出Gateway概念,由多個模組合成,串連住所、實驗室、貨艙等。像國際太空站,Gateway會由不同公司或國際太空機構逐步研製接合。NASA本來計劃2024年會有首批人類到訪,再在2028年從這基地前往月球表面。但由於特朗普要求NASA在2024年派人登月,NASA無法在死線前完成一個功能完備的Gateway,故2024年只能作最低限度使用。屆時這「瘦身版」Gateway只會有兩個模組,僅供太空人停泊太空船後在內短暫逗留,到2028年才會落實「可持續任務」。

「Gateway的用途確實是作為中轉站,前往月球表面甚至火星。」NASA承包商波音太空探索部全球銷售總監Pete McGrath說。NASA還特別成立名為「從月球到火星」的新部門,而對於Gateway可如何作為前往火星的跳板,NASA署長布列登斯廷(Jim Bridenstine)舉出一個情況:「Gateway是關鍵設施,我們在火星當然需要類似設施,也需火星降落器。現時進入、下降和着陸火星與在月球進行的步驟十分不同,但若是載具要上升回Gateway,在月球和在火星的步驟將十分類似。」

有專家認為,建造Gateway甚至重返月球都是浪費金錢,並只會拖慢前往火星的進度。但NASA則反指,重返月球有助研發和測試在火星用到的科技。(NASA圖片)

對於要不要建造Gateway,外界反應兩極。包括NASA前署長Mike Griffin等專家批評Gateway造價高昂,且對阿緹蜜絲計劃來說並非必須,只會令計劃更加複雜。火星學會創辦人Robert Zubrin同意應直接登陸月球,使用Gateway只會浪費額外能量和燃料,因而稱之為「收費亭」。也有批評者認為Gateway如現時搭飛機要轉機般拖慢進度。第二位登陸月球的太空人艾德靈(Buzz Aldrin)更斥之「荒謬」。

甚至連NASA主張月球是火星試驗場的說法,也非完全令人信服。智庫行星學會(Planetary Society)的Casey Dreier就質疑:「會不會因為太專注於月球而需要更多時間前往火星?肯定會。他們計劃阿緹蜜絲時是否時刻記住火星?還是他們只是削減成本以應付迫切的目標?我們很快就會知道。」

史上最大型火箾太空發射系統(SLS)現時超支18億美元,且原定2017年首飛,已延至2021年。(NASA圖片)

超級火箭遙遙無期

要重返月球,阿緹蜜絲計劃需要借助巨型火箭、太空船和登陸器。小布殊年代曾希望以「星座計劃」(Constellation Program)載人重返月球,當年NASA因而致力研發名為獵戶座(Orion)的載人太空船和巨型運載火箭戰神5號(Ares V)。奧巴馬上任後取消了星座計劃,但這兩個研發中的硬件卻得以保留,只是戰神5號變成了現時的「太空發射系統」(SLS)。NASA一直強調SLS對任何深太空(Deep Space)計劃都十分重要,因為它建成後將是最強大的火箭,足以運載57,000至88,000磅物件到月球。不過,這超級火箭現時以超支和延期而聞名。由波音製造的SLS在過去十年已花了NASA約140億美元,現時還超支18億美元,進度落後至少19個月,原定2017年首飛,但布列登斯廷說現時將延至2021年。

當準備就緒,阿緹蜜絲首個任務—不載人測試SLS將會展開。2號任務預計在2022年執行,將會首次載太空人重返月球,但只會繞月飛行而不着陸。到預計在2024年進行的3號任務,太空人才會先飛往Gateway,然後經月球登陸器在南極附近着陸。

NASA派人重返月球到前往火星的計劃(資料來源:NASA)

但是,整個計劃中十分關鍵的月球登陸器仍然是一大問號,NASA至今仍未決定採用哪一間商業太空公司的方案。布列登斯廷透露,希望可為阿緹蜜絲揀選兩款設計,NASA亦已開始物色。不少公司對此反應積極,NASA承包商洛歇馬丁(Lockheed Martin)在4月發布了月球登陸器設計概念,很多都改良自它正在生產的獵戶座太空船而來;Blue Origin也在5月發布了Blue Moon登陸器概念,並已在6月首次點火測試引擎。

無論NASA最終選擇何者,都與過往計劃略有不同。NASA素來都是指派承包商生產大型硬件,嚴密控制設計和監察生產過程。但這次NASA一改作風,請求11間公司設計月球登陸器原型。「今天,NASA變成商業夥伴的顧客。」布列登斯廷說。NASA會與公司簽訂定額合同,只會提供一筆資金來開發載具,由公司負責設計。NASA另一計劃「商業機組和貨運」也採取類似做法,由SpaceX、波音等公司自行開發運載物資甚至是太空人至國際太空站的系統,最終目標是希望在節省金錢的同時,給這些公司更多自由,設計適合的載具。

Blue Origin在六月發布了月球登陸器Blue Moon的設計概念,會否被NASA採用仍屬未知之數。(Getty Images)

但這些公司可否做到仍是一大疑問,畢竟現時只有概念。NASA埃姆斯研究中心(ARC)前總監Scott Hubbard就甚為保留:「沒有足夠資料讓我評估,到底Blue Moon是否真的做到。」這種質疑是因為商界似乎仍未能證明實力。2007年,X Prize基金宣布與Google設立2,000萬美元獎金,頒給競賽中首個能製作出月球登陸器的非政府團隊,勝出成品必須能降落在月球表面,再行走500米,並可傳送高清影片和相片回地球。但打從比賽開始,至今只有三架載具成功登陸月球,卻都屬政府機構,其中更只有中國的玉兔月球車有能力在月球表面行駛。比賽在2012年起延長過幾次死線後,結果去年3月底在仍未有得主下結束。

上文節錄自第176期《香港01》周報(2019年8月19日)《2024年返月球 NASA準備好嗎?》。

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