美国“阿波罗计划”为何停止？人类在月球上建立永久性基地？｜造就第348位讲者杨宇光

源济

美国“阿波罗计划”为何停止？人类有可能在月球上建立永久性基地吗？
造就 TALK · 2018-09-16

造就第348位讲者杨宇光

航天科工集团二院研究员

国际宇航空间运输委员会秘书长

回顾整个航天发展的历程。人类对太空的向往是从人类文明诞生以来就一直存在的，一直到火箭技术的出现才使人类飞向太空成为可能。

 现代航天技术是始于第二次世界大战，著名科学家冯布劳恩为纳粹德国研制的V-2导弹，是第一种现代的火箭。

它的诞生，开启了太空时代的序幕——由美国和前苏联作为主角的太空竞赛时期。

  太空竞赛

由于前苏联捷足先登，在太空竞赛前期赢下了多项“第一”：第一颗人造卫星，第一艘载人飞船，第一个月球探测器，第一次从月球旁边飞过，第一次撞击到月球上，第一次拍摄月球背面照片等等。

美国发现了自己落后，于是奋起直追，只用不到一年的准备时间，就在1958年发射了自己的第一颗人造卫星——探险家一号。

但美国和前苏联有一个相同的基本特点，他们都不计成本，不计代价拼命追赶对方。

这一时期，是人类航天技术发展最快的时期，也是人类迈向深空的第一步。整个太空竞赛时期的核心目标就是将人安全送上月球，并返回地球。这需要解决很多关键技术，在整个太空竞赛时期，美国用了三个系列的飞船——水星号、双子星座以及阿波罗飞船，解决了天地往返、交会对接、舱外活动等技术难题，最后由阿波罗飞船实现了载人登月。

太空竞赛时期，奠定了目前人类航天大多数的技术基础。到现在为止，尽管我们在电子技术等方面有了很多进步，但是航天活动最关键的，像发动机这样的技术，尤其是化学火箭发动机，它并没有一个本质上的性能提升。

火箭发动机最重要的一个指标就是“比冲”，即单位质量的推进剂产生运动状态的改变量。实际上在阿波罗登月时期，能量最高的液氢燃料发动机，比冲值已经达到400多秒。后来尽管有一些进步，但是到目前为止并没有一个质的提高。

除了载人航天，对月球，金星、火星等天体的探测，都是美苏竞争非常激烈的领域。两个国家都向这些天体发射过探测器，尽管当时是以竞争为目的，但成果却使全人类都受益。

太空合作

到了太空竞赛的后期，两国发现无法承受航天竞赛带来的巨大成本，这时候就出现了空间站。通过开发空间站，人类要掌握将来走向太空非常重要的一项技术——再生式环控生保技术。

大家可能不知道，给空间站航天员送一公斤的水和食物，成本比同等重量的黄金还要昂贵得多。所以目前空间站都无一例地外采用了再生式环控生保技术。我们呼出的二氧化碳，以及身体蒸发的水分和排泄的尿液，都要回收再利用。这样可以减少补给的数量，使得航天员对货运飞船的依赖减轻，逐渐降低长期在太空生活的成本。

在太空竞赛时期，美国和前苏联都以争夺各种各样的“第一”为主要目标，这是一种非技术的目的。

太空竞赛结束以后，人类航天活动朝着更实用、更高效、更实际的方向发展。对于耗资巨大的载人航天活动、太空探索活动等，各国发现合作是一个非常好的方式，可以很大程度上减轻单一国家的负担。

国际空间站正是目前人类最大的科技合作工程，也是迄今为止最庞大的人造航天器。国际空间站属于第四代空间站，由多个加压舱段组成，重量达到400多吨，运行在距离地球400公里高的轨道上，非常的明亮，能达到负三等星。

应当说，国际空间站是人类太空合作领域巨大的里程碑。但是它可能在2024或者2028年退役，在此之后，国际空间合作事业将何去何从，目前还是未知之数。

太空基地

未来人类关注的最多的是月球和火星。从美国1972年发射的阿波罗17号以后，人类再也没有去过月球，如何避免像“阿波罗计划”那样短暂的访问？未来怎样才能形成一个可持续的发展？应当说是目前各个航天大国比较关注的话题。

我认为未来人类对月球以及火星的造访不应当是一种单次的、短期的考察，应当是朝着基地化的方向发展，这个过程中最重要的因素就是成本。

说到这里，就不得不提，人类下一代的空间推进系统应该是什么样子？

有一种叫电推进的技术，近年来已经得到了很大的发展。电推进系统就是利用电场将一些燃料电离，然后以很快的速度喷出去，这样可以减少航天器携带的燃料。但目前的电推进技术有一个很大的缺点，它的推力非常小，所以现在太空中用的电推进火箭还比较小。

未来人类大规模的深空探索，尤其是载人的深空探索，离不开基于核能源的火箭发动机。迄今为止已经有各种探测器都采用过核能源发动机，前苏联和美国都已经掌握了空间核反应堆技术，未来有望研制出兆瓦级甚至更强大的核反应堆，发射到轨道上。

我认为，核电推进和空间核反应堆两种技术的结合，是未来人类以相对比较低的成本开发太空必然要走的途径。

在解决这样的技术问题以后，人类在未来就有可能建立永久性的月球基地和火星基地，作为向前进的跳板。

我们现在发现月球上存在水，利用水可以分解制造推进剂的燃料，便可以走向更远的深空。

我个人的观点，火星并不是人类移民的目标，因为火星是一个“死亡星球”，未来建设火星基地更多是为了考察目的，而不是移民，但这仍然是人类前进的方向。

在更远的未来，人类可以走向更远的深空，人类可以征服整个太阳系。

源济

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