1969年7月20日,阿波羅11號(hào)成功登月后,巴茲·奧爾德林站在“鷹”號(hào)登月艙外
人類前往火星新家園的進(jìn)程,是否又近了一步?
日前,美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員首次在帶回的月球土壤里種出了地球植物。這個(gè)突破性進(jìn)展,意味著人類距在月球上種植糧食的目標(biāo)又近了一步。
據(jù)悉,研究人員使用由阿波羅號(hào)宇航員帶回的少量灰塵樣本,種植一種水芹。研究人員表示,阿波羅11號(hào)帶回的土壤樣本是最不利于植物生長(zhǎng)的,因?yàn)樵虑虮砻婀爬系撵o海區(qū)域比其他區(qū)域多承受了幾十億年的宇宙輻射和太陽(yáng)風(fēng)。
2022年2月23日,美國(guó)約翰遜航天中心的研究人員對(duì)月球樣本進(jìn)行氣體提取
月球土壤的粗糙以及其他特性,給初生的鼠耳芥幼苗造成了很大壓力。
但令研究團(tuán)隊(duì)驚訝的是,僅兩天后種子就發(fā)芽了。
“我無(wú)法告訴你,我們有多驚訝。”佛羅里達(dá)大學(xué)教授Anna-Lisa Paul說(shuō),“每株植物—無(wú)論是在月球樣本中還是在對(duì)照樣本中—直到第六天左右看起來(lái)都是一樣的?!?/p>
但第六天以后,在月壤中生長(zhǎng)的植物開(kāi)始發(fā)育緩慢,并最終發(fā)育不良。這是因?yàn)樵虑蛲寥赖拇植谝约捌渌匦裕o初生的鼠耳芥幼苗造成了很大壓力。
“這項(xiàng)研究對(duì)NASA(美國(guó)國(guó)家航空航天局)長(zhǎng)期的人類探索目標(biāo)至關(guān)重要,因?yàn)槲覀冃枰迷虑蚝突鹦巧系馁Y源,為未來(lái)在深空生活和作業(yè)的宇航員開(kāi)發(fā)食物來(lái)源?!盢ASA局長(zhǎng)比爾·尼爾森說(shuō)道。
但當(dāng)前研究人員并沒(méi)有太多的月壤可供試驗(yàn)。在1969—1972年阿波羅號(hào)執(zhí)行任務(wù)期間,宇航員從月球表面帶回了382公斤的月球巖石、核心樣本、鵝卵石、沙子和塵埃。這些樣本大多被封存數(shù)十年。
直到去年年初,NASA才終于分給佛羅里達(dá)大學(xué)12克月壤(每株植物1克土壤),使這一種植實(shí)驗(yàn)得以開(kāi)展。
雖然植物未能存活下來(lái),但相關(guān)人士表示,這仍是一項(xiàng)突破世俗意義的研究。
1969年7月20日,阿波羅11號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類首次登月。48年后,時(shí)任總統(tǒng)特朗普宣布美國(guó)宇航員將重返月球,并建立常態(tài)化駐留機(jī)制,為將來(lái)的載人火星任務(wù)奠定基礎(chǔ)。
這不是白宮第一次提出“重返月球”。小布什曾表示,要在“星座”計(jì)劃下,在2020年載人重返月球,進(jìn)而飛向火星。但在2009年,奧巴馬總統(tǒng)以費(fèi)用太高、僅重復(fù)前人所為等理由,砍掉了這項(xiàng)計(jì)劃,并提出先登陸小行星,然后在2030年將人類送上火星。
特朗普政府將載人登月時(shí)間設(shè)在2024年,并為此在2019年公布了阿爾忒彌斯(Artemis)計(jì)劃,僅在1年內(nèi)就完成了巨型“登月火箭”的生產(chǎn)組裝,以及新宇航服的推出。
即使在2020年3月受疫情影響,NASA還是在當(dāng)年9月完成了火箭助推器的初步測(cè)試,且公布了更多登月計(jì)劃的細(xì)節(jié):預(yù)計(jì)在2024年,將美國(guó)首位女性宇航員和另一位男性宇航員送上月球。
根據(jù)計(jì)劃,在2021年無(wú)人飛行、2023年載人飛行的基礎(chǔ)上,宇航員將使用新型火箭和“獵戶座”飛船,飛行2萬(wàn)英里到達(dá)月球軌道,并使用新的商業(yè)載人著陸系統(tǒng),抵達(dá)月球南極,然后通過(guò)“獵戶座”飛船再一次返回。計(jì)劃透露相關(guān)成本為280億美元,其中160億美元將用于建造登月艙。
在阿爾忒彌斯登月計(jì)劃于2019年最初提出時(shí),白宮就曾表示:“美國(guó)將與其他國(guó)家和私人企業(yè)合作,把宇航員送回月球,并開(kāi)發(fā)載人探索火星及太陽(yáng)系內(nèi)其他目標(biāo)的技術(shù)和手段?!?/p>
事實(shí)上,該計(jì)劃已得到多方響應(yīng)。日本、韓國(guó)、加拿大、英國(guó)等國(guó)簽署《阿爾忒彌斯協(xié)議》,加入該計(jì)劃。
而在商業(yè)企業(yè)方面,除SpaceX、藍(lán)色起源等多家美國(guó)本土商業(yè)航天企業(yè)外,歐洲領(lǐng)先的飛機(jī)研發(fā)企業(yè)空客、從事航天業(yè)務(wù)的法國(guó)公司泰雷茲阿萊尼亞、日本的三菱重工、加拿大的麥克薩等,也都有份參與。
人類首次登月時(shí)收集到的部分月球塵埃樣本
不難看出,在缺少時(shí)代特殊性以及財(cái)政優(yōu)先權(quán)的情況下,美國(guó)轉(zhuǎn)向依靠多國(guó)在航天領(lǐng)域的專長(zhǎng)、增加商業(yè)化服務(wù)采購(gòu),來(lái)降低登月成本。
但失去“優(yōu)先權(quán)”以及入局者的增加,也開(kāi)始暴露出新問(wèn)題。NASA于2021年11月宣布,將推遲載人登月計(jì)劃至2025年。
NASA相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,藍(lán)色起源提出的訴訟,使其與SpaceX的月球著陸器開(kāi)發(fā)工作停滯了數(shù)月;此外,國(guó)會(huì)沒(méi)有提供足夠的資金為阿爾忒彌斯登月計(jì)劃開(kāi)發(fā)著陸系統(tǒng),“獵戶座”太空艙也需要更多資金。
2021年8月,在NASA授予馬斯克的SpaceX一份價(jià)值29億美元的月球著陸器合同后,亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯旗下的藍(lán)色起源對(duì)聯(lián)邦政府提起訴訟,指出NASA曾表示將與若干家供應(yīng)商簽訂合同,但最終只選擇了SpaceX。其訴訟最終被駁回。
而對(duì)于資金問(wèn)題,航天專家龐之浩曾在登月計(jì)劃提出初期就表示,盡管技術(shù)上已有較大發(fā)展,但計(jì)劃最終能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于錢。
龐之浩指出,無(wú)論是載人登月還是載人登火,都要消耗巨大的財(cái)力、物力和人力。而當(dāng)前時(shí)代與阿波羅時(shí)代無(wú)法同日而語(yǔ):“阿波羅時(shí)代有冷戰(zhàn)的背景,(美國(guó))要與蘇聯(lián)在太空爭(zhēng)霸,當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)在太空探索上獲得了多個(gè)第一,在這種背景下,肯尼迪總統(tǒng)提出了登月計(jì)劃,當(dāng)時(shí)該計(jì)劃占政府財(cái)政的4.41%,幾乎是舉全國(guó)之力。”
NASA發(fā)布的2020財(cái)年預(yù)算數(shù)據(jù)顯示,其獵戶座飛船、航天發(fā)射系統(tǒng)、月球著陸器的財(cái)政預(yù)算,均受到不同程度削減。而其2021財(cái)年預(yù)算數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)國(guó)會(huì)向NASA撥款的233億美元雖較去年增加6.42億美元,但距離NASA的252.46億美元的請(qǐng)求,還差約20億美元。
或許,航天工程離不開(kāi)具有政治意義的“太空競(jìng)賽”;或許,阿爾忒彌斯登月計(jì)劃,真的僅是美國(guó)鞏固其科技優(yōu)勢(shì)以及全球影響力的新方式。但該計(jì)劃的終極目標(biāo)—人類能夠可持續(xù)地留在月球、并最終登陸“紅色新家園”火星—依然關(guān)系著全人類的未來(lái)發(fā)展,其相關(guān)研究計(jì)劃也具有一定的普適性。
月球與地球距離較近,路程只要3天,而火星至少要花6個(gè)月才能到達(dá)。
以此次在月壤首次種出植物為例,比爾·尼爾森表示,這項(xiàng)基礎(chǔ)植物生長(zhǎng)研究也是NASA努力解鎖農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的一個(gè)重要案例?!斑@些創(chuàng)新可以幫助我們了解植物該如何克服地球上食物短缺地區(qū)的(生長(zhǎng))壓力條件?!?/p>
而NASA啟動(dòng)的商業(yè)月球載荷服務(wù)(CLPS),即委托私營(yíng)企業(yè)將貨物運(yùn)送到月球的計(jì)劃,亦有利于實(shí)現(xiàn)在月球長(zhǎng)期生存所需物資的成熟運(yùn)輸。
此外,由得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯西南醫(yī)學(xué)中心開(kāi)發(fā)的高科技睡袋,可在零重力狀態(tài)下將液體從頭部吸向腳部,解決了液體飄浮至頭部、擠壓宇航員眼球的危險(xiǎn)醫(yī)療隱患。這將有助于宇航員進(jìn)行長(zhǎng)期的深空探索。
在“留駐月球,前往火星”的美好探索愿景下,世界似乎迎來(lái)了一場(chǎng)登月熱潮。據(jù)悉,印度、日本、俄羅斯、韓國(guó)和阿聯(lián)酋5國(guó),將于2022年啟動(dòng)探月任務(wù)。其中,有的將專注于月壤、隕石坑等研究,有的則專注于運(yùn)載物資和設(shè)備。
而私營(yíng)企業(yè)也爭(zhēng)相“登陸”月球。其中總部位于得州休斯敦的Intuitive Machines計(jì)劃在2022年,利用名為Nova-C的六足月球機(jī)器人,將物資運(yùn)送到月球表面。
上述計(jì)劃均為不載人的航天任務(wù),其主要目的,是為未來(lái)10年內(nèi)人類得以長(zhǎng)期留駐月球打造基礎(chǔ)。英國(guó)布里斯托大學(xué)的天體物理學(xué)者萊因哈特博士表示:“登月不單單是為了印證一個(gè)概念,更是測(cè)試新科技和合作計(jì)劃的機(jī)會(huì)?!?/p>
美國(guó)“中佛羅里達(dá)大學(xué)”的行星科學(xué)家薩金博士也認(rèn)為,不少月球任務(wù)致力于調(diào)查月球的環(huán)境,繼而得知如何保護(hù)航天人員與航天器,以避開(kāi)月球粉塵和太陽(yáng)風(fēng)等危險(xiǎn)因素;登月任務(wù)也給予了科學(xué)家機(jī)會(huì),去測(cè)試一些用作制造水等資源的原型工具和實(shí)驗(yàn)。
“月球也是一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試場(chǎng),測(cè)試一些最終希望能夠用在火星上的技術(shù)。月球與地球距離較近,路程只要3天,而火星至少要花6個(gè)月才能到達(dá)。”
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