中國航天工程“嫦娥五號” 月球採樣任務為其探月工程邁出大膽一步,將成為自美國、前蘇聯後,第三個自月球攜帶月球土壤回到地球的國家。其所代表的不僅僅是中國太空科技的迅速發展,還兼具宣傳中國共產黨的意義,更有與美國維持戰略平衡,積極研發反核武飛彈預警系統之意。
中國“嫦娥五號”日前在長征五號遙五運載火箭的發射下順利升空,開啟了中國首次登月採樣返回地球之旅。探測器目前已完成2公斤重月球土壤的採樣,正在返回地球的途中。
“嫦娥五號”探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成,同時配備了一台攝影機、光譜儀、雷達,一隻進行表土採樣的機械挖掘臂及一台進行鑽取採樣的鑽具。
軌道器可以當作太空中繼站,作為未來火箭、太空載具的聯絡參考點;返回器的功能是飛回地球,讓任務核心—月球樣本能順利降落,其餘部分則在通過大氣層時燃燒殆盡;著陸器是由機器手臂進行採樣,並且同時載著上升器。最後,著陸器的樣品會轉交至上升器,再由上升器跟返回器對接,飛回地球。
嫦娥五號工程 上升器與返回器對接最複雜
曾任職於美國航空航天局(NASA)、並參與過NASA火星探測計劃的陳彥升博士接受美國之音採訪說,這是一項非常複雜的太空工程,最為複雜之處在於:“上升器要回來的時候要跟返回器對接,算是比較新的,這部分在工程上算是比較需要詳細設計的部分。以前(中國)都是送過去(月球)然後就降落去執行一些任務,但沒有返回來這個步驟。上升發射的時間點要算得很準,才能跟返回器對接。”
陳彥升博士表示,另一個容易出錯的地方在於地面端的發射,因為太空計算若不順利,還能透過參數修正軌道,但地面端無法進行修正。陳彥升博士表示:“從地球發射上去要進入軌道之前的這一段,都比較危險,通常是工程設計的可靠度問題,設計可靠度不好的話,在飛航導控上就會出問題。最近就有歐洲火箭(Vega)電線接錯了就失敗了,這個都是跟飛航導控有關。飛航導控跟軟硬體有關,電線接錯就是硬體的問題。”
回顧中國的探月計劃,2007年七月啟動“嫦娥一號”,攜帶了9 項主要酬載器,包括用CCD立體相機繪製月球地貌和地質結構的立體影像,為之後的登月計劃提供參考;攜帶伽瑪射線譜儀以及X射線譜儀,用來探測月球土壤的特徵,並評估其深度以及元素含量;用太陽高能粒子探測器和太陽風粒子探測器,紀錄有關太陽風的數據、用以研究太陽活動對地球和月球的影響等。
十多年來,中國執行了4次嫦娥計劃,包括“嫦娥一號”與“嫦娥二號”兩次繞月,“嫦娥三號”送玉兔號登月車探索月球表面,以及“嫦娥四號”在2019年初降落在無人造訪的月球背面。今年,“嫦娥五號”的探月計劃,則是隔了44年,人類再度從月球採集月球土壤樣本回到地球。
中國藉由航太科技發展 提升綜合國力
北京大學博士、台籍助理教授蕭衡鐘接受美國之音採訪表示,自1970年4月24日“長征一號”火箭首次發射,中國第一顆人造衛星“東方紅1號”送入太空,以及1999年發射第一艘無人飛船“神舟一號”的發展來看,可以了解到中國太空科技發展的重點,是一路從火箭、衛星、太空船到探月的面向,希望藉由整體航太載具科技發展,提升綜合國力,帶動相關產業與經濟發展,增加國家競爭力與總體力量,以期能爭取國際空間的潛在利益。
蕭衡鐘表示:“(中國)目前已有五大能力的落實:包括進入空間的能力、衛星的製造能力、載人航天能力、空間探索能力、航天的基礎與保障能力。 概括來講就是所謂的『兩大兩小』,新一代的大型運載火箭,跟東方紅4號大型通信衛星平台,這是所謂的『兩大』;『兩小』就是新型小型運載火箭跟小衛星。其中運載火箭是中國進入太空最主要的手段之一,運載火箭的能力是決定一個國家太空活動規模大小的關鍵因素。”
分析人士們說,“嫦娥五號”探月計劃雖然標誌著中國航天技術又邁出了一大步,但是它與美國還相距甚遠。
“中國目前正在追趕美國20世紀60年代的水平。” 華盛頓智庫戰略與國際研究中心(CSIS)國防預算分析項目和太空安全項目總監托德·哈里森(Todd Harrison)對美國之音說:“美國不僅對月球進行了探測,還把人類送上月球並返回地球,還帶回了月球岩石的樣本。中國在這方面正在追趕,但他們仍然沒有達到美國在空間技術方面的水平。”
中國發展航天技術的政治和戰略意義
“嫦娥五號”攜回月球土壤樣本,除了是一步步完成中國太空科技發展的目標外,也具有重要的中國內部社會意義。 《紐約時報》就指出,中國許多太空成就已成為中國民族的自豪感來源,也變成中國共產黨宣傳“強大穩定領導”的工具。
亞太防務研究中心研究員黃惠華接受美國之音採訪時表示,2012年中國國家主席習近平上台後力推太空科技發展,習近平曾表示,飛天夢是強國夢的重要組成部分,太空成就是實現中華民族偉大復興的中國夢決心和信心的要素。
黃惠華說:“2020年習近平施政的目標就是要脫貧,達到小康社會的目標,但是實際上,受到新冠肺炎衝擊,經濟成長趨緩,內部矛盾加劇,中國在此時宣布太空科技突破,也有包裝與宣傳的意思。因為發展太空需要龐大經費支持,根據2018年統計,中國在太空支出約60億美元,世界排名第二。技術突破也代表大國俱樂部的象徵,也就是說,(中國)跟美國、俄羅斯、日本一樣,有屬於自己的太空技術。”
中國太空科技成就不只對中國社會內部具有宣傳共產黨強大之意,對外部也具有戰略意義。
北京大學博士、台籍助理教授蕭衡鐘說:“所謂的太空權或制天權,成為中國邁向現代化國家的關鍵角色。航太戰略成為國家大戰略的制高點,除了在太空探索之外,還可以給敵對國家或勢力的心理上嚇阻力量,增強外交地位,算是航太科技擴展到政治與經濟的目的。”
亞太防務研究中心研究員黃惠華分析,由於發展太空與研發先進武器可確保國家安全重要性,中國“反介入/區域拒止”的戰略目標是在摧毀美軍航艦打擊群,因此積極研發先進太空武器威懾敵人,用以平衡美國軍力。
黃惠華表示:“中國人民解放軍主導太空研發20%,中國的戰略夥伴俄羅斯,也正在協助中國研發飛彈攻擊防禦系統,該系統號稱能夠防止敵人發動核武攻擊時,實施報復性打擊。也就是未來除了美國之外,中國也有防止核武攻擊之防衛性武器系統,這是未來必須要關注的地方。”
未來全球太空發展 將形成“一極多強”局勢
北京大學博士、台籍助理教授蕭衡鐘對美國之音表示,未來全球太空發展,將形成“一極多強”局勢,“一極”指得是美國,“多強”指得是俄羅斯、中國、日本與印度等。他還說,中國發展太空科技需要面對三大挑戰及解決兩大問題:挑戰在於經費、人才與基礎設施;要解決的兩大問題則是在於新世代運載火箭關鍵技術,以及新型太空系統與空間站方面。
中國自1970年代發射第一枚長征火箭至今,目前是第三個可以獨立在太空中做“出艙活動”的國家,也為今後建造太空站、開發太空資源奠定基礎。
中國國家航天局稱,未來“嫦娥六號”計劃在月球南極進行採樣返回,“嫦娥七號”將在月球綜合探測,包括地形地貌、物質成份、空間環境的綜合探測,“嫦娥八號”會進行一些關鍵技術的月面試驗,例如3D列印技術等等。
月球當跳板 當火箭工廠飛往其他星球
前NASA科學家陳彥升博士表示,各國都在探索月球,是希望將月球當成一個跳板,成為前往其他星球的中繼站,比如亞馬遜創辦人貝索斯(Jeff Bezos)的“藍色起源”(Blue Origin)月球計劃,一開始就朝著讓人類在月球定居的挑戰前進。
陳博士說:“把月球當作一個跳板,如果有冰跟水的話就能產生製造火箭的燃料(再飛往其他星球)。NASA去月球表面建基地,(未來)月球可能成為一個工廠,而地球是放假回來度假的地方。”
或許有朝一日,人類在月球建造工廠,並非遙不可及的夢想。