坐擁億萬資產的企業家們正試圖創造適合載人旅行的火箭,政府單位也耗資數億推動星際探索。但要「飛向宇宙」,我們還有很長一段路要走
誰曾到太空旅行?
太空飛行如今是個備受尊崇的產業。人類史上第一位太空探險家,蘇聯太空人尤里.加加林(Yuri Gagarin)在 1961 年 4 月 12 日繞行地球一周,那是距今超過半世紀以前。在那之後,有超過 550 人把自己送上了那深黑色的無底深淵,雖然「進入太空」前需要航行多遠距離,國際間尚未取得共識,因此並沒有一個國際公認的數字。而這 500 多人中僅約一成是女性,主要原因在於美國太空總署(NASA)和俄羅斯航太公司(Роскосмос)性別歧視的政策。
我們曾去到太空的哪裡?
蘇聯以人類史上首次艙外活動奮力超前,但當美國總統甘迺迪宣言要在六〇年代結束前將人類送上月球,也直接讓太空競賽轉而聚焦在這個目標上。1969 年 7 月 20 日,阿波羅 11 號登陸在我們滿布塵埃的灰色鄰居上。
接下來幾年之間,共有 12 人踏上月球,全都是美國人,但 1972 年後,就再沒有任何一人到過月球。事實上,在那之後再也無人踏出地球的外圍過。
在我們的想像中,太空人會在真空空間漂浮,或在月球火山口上蹦跳。但其實那些夠幸運的人大多只是在距離地球約 300 公里到 2,000 公里內的「近地軌道」上打轉。那裡就是大量通訊衛星和導航衛星所在之處,它們以每小時數千里速度運行,以免墜落掉回地表。
人體在太空中會發生什麼事?
會發生很多事,所以在妥善理解無重力會如何影響身體之前,我們不能貿然將這個世代的開拓者們送到更遠的地方。
前 NASA 太空人的史考特.凱利(Scott Kelly)花了一年在國際太空站狹小的太空艙裡生活,試圖釐清太空飛行對人體造成的長期影響。但他並不是在太空停留時間最長的紀錄保持人,據俄羅斯太空人根納季‧帕達卡(Gennady Padalka)宣稱,他總共在太空中停留了兩年半。但凱利的實驗有著他人缺乏的天然優勢:一名同卵雙胞胎兄弟。
透過徹底檢查、比較兄弟兩人的身體狀況,科學家便得以評估骨骼、肌肉,和其他身體組織如何在太空中退化。國際太空站上甚至有一個健身中心,給太空人鍛鍊不再需要支撐他們身體重量的肌肉,好讓肌肉不致緩慢流失,但他們需要戴上繫帶,才不會從運動機具上飄走。另一個大問題是視力,但凱利發現,在回到地球後他的身體很快就恢復了。他和他的兄弟看上去沒什麼差異,而這對未來的外太空任務來說是個好消息。
花多少錢才能把人送上太空?
真的是,天文數字。國際太空站是人類史上建造費用最昂貴的機器,要價約 1,500 億美元。1970 年代初期 NASA 在啟動太空梭計畫時,承諾安全又實惠的太空飛行,並期望每次發射僅需幾千萬美元。但隨著2011年整個計畫中止後,NASA 估算出總花費竟達 2,090 億美元——也就是,每一趟旅程要價近 16 億美元(約 480 億元新台幣)。
這看似異想天開的太空探險,卻只限於繞行地球軌道,而且要價不斐,於是在激烈的太空梭競爭後,美國選擇退居次位。如今,多數太空人都是由俄羅斯航太公司送上太空,該機構也有販售往返太空的航行服務,由聯盟號宇宙飛船(Союз)載客,票價介於 2,100 萬至 8,200 萬美元(約 6 億至 24 億元新台幣)之間。
載人太空飛行值這個價錢嗎?
任何曾參與太空旅程的人都會對這個問題嗤之以鼻,但這是個好問題,而航太機構往往沒有讓人們充分知曉他們的成就。近代人類科技進程中,幾乎每一次進展都受惠於這個把人送上太空的行動。光是要促成這個狀舉,就能迫使科學家們去發明新系統。
為了登月計畫發明的「阿波羅導航電腦」就是微型電腦的前身——現在,所有智慧型手機都裝有微型電腦。此外,研究太空中的火焰,也對我們衣料的防火性能提升有所助益。 對太空人體能狀況進行的遠距監控,則讓地球上的「病患救助系統」發生了革命性的改變。而在微重力環境中,疾病的表現和變化也會有所不同,這能幫助科學家尋找治療方法。
國家間的航太合作有多強呢?
首次太空競賽是冷戰時期各國虛張聲勢的一部分;但在冷戰後,與其說是相互競爭,人類對太空的探索更多是國際合作。國際太空站便是由美國太空總署、俄羅斯航太、日本宇宙機構、歐洲太空總署、加拿大太空局共同合作的巨大成果;自 1998 年動工,五個機構歷經13個年頭,像是蓋樂高一般,攜手建造出太空艙。
而國際合作之中,有著一大例外——中國。中國一直以來都獨自實現著它對太空的雄心,從不曾送任何太空人到國際太空站。據說 2006 年北京對美國的影像衛星進行雷射光測試,此舉被視為是企圖毀損美國衛星,而美國國會隨後便禁止 NASA 與中國國家機構合作。
然而,若要有效實行載人太空飛行,未來勢必得攜手合作而非相互為敵。2011 年開始,14 個官方航太機構組成國際太空合作組織(ISECG),共同關注、探索太陽系內拓展人類生活的前景。
我們要出發前往火星了嗎?
好耶!
等等,先別高興得太早。多數在太空產業與研究中的人們都認為,要登上火星,我們得先回到月球。「這是唯一符合邏輯的步驟,」倫敦大學行星科學與天體生物學教授伊恩.克勞佛(Ian Crawford)說道。「我非常贊成把人類送上火星,但我們的技術、競爭和經驗……我認為還力有未逮。」
月球有幾個優點:比起登上火星要花費的數月,月球只需三天就能到達,且就像南極洲一樣,月球一直是知名的研究站地點。從他們在外太空的實驗室裡,科學家得以在與地球相對較近距離,但仍舊處於外太空的位置上研究輻射暴露的影響,以及幾乎無重力環境對人體的影響,這全都是為了前往更遠處旅行做準備。
我們有可能登上火星嗎?
這會是一個巨大壯舉,但明智點看,應該做好實現之日會不停延期的心理準備。「人們想做的事,在與時間、預算等現實問題加總後,將會決定我們將前往太空何處,」NASA 前策略分析師亨利.赫茲福(Henry Hertzfeld)說道。「把人送上火星的想法已經存在很長一段時間。如果你讀過這些政策,它顯然是一直以來都沒有明確時程的遠景。然而我們至今大概還是沒有讓人們長時間待在外太空的技術。」
接下來呢?
儘管國際太空站在未來十年內被撤資的可能性愈來愈大,幾個私營企業卻正在考慮接管,或重建一個他們自己的太空站。毫無疑問地,足以讓產業變動的衝擊,是來自於民間的私人太空旅程。
在「億萬富翁的太空競賽」這一新說法中,特斯拉創辦人馬斯克(Elon Musk)、亞馬遜執行長貝佐斯(Jeff Bezos)和維珍航空董事長布蘭森(Richard Branson)全都想將平民送上太空;他們的公司:SpaceX、Blue Origin、Virgin Galactic 都決心要讓太空旅程變得更加便宜。
政府機構將月球視為優先目標,商人的目光卻直接落在火星上。馬斯克說他的人生目標就是創造一個蓬勃的火星殖民地,萬一地球發生災難,它就能成為人類的保險方案。為此,SpaceX 正在開發「大獵鷹火箭」,並宣稱能在 2020 年代中期,向火星發射載人飛行器。
馬斯克表示,大獵鷹火箭有部分是受到漫畫《丁丁歷險記》中主角搭乘的火箭所啟發,它將會是史上最大的火箭,將近 40 層樓高,單趟就能乘載至多一百位旅客。
就如同 SpaceX 興旺的衛星發射業務,該公司也銷售大獵鷹火箭的環月旅程票券,以募集資金。日本億萬富翁前澤友作,已付費投資預計在 2023 年出發、為期一週的月球之旅,他説將邀請藝術家與他同行,好讓大眾再次沉浸在宇宙的奧妙之中。
太空旅遊
在 1986 年,蘇聯發射了和平號太空站(Мир),它於 2000 年底退役墜回地球並燒毀之前(當時裡面並無載人),現役中的國際太空站(ISS)早已上了太空。自 2000 年起,人類在太空的生活就不曾間斷。在我打字的此刻(2020 年一月),就有六名人類身處太空中,以 90 分鐘繞行地球一周的速度移動著。
星際資源
未來人類要前進太空的一大問題是,如何讓上太空的人有充足的水分、食物和燃料?除非叫這些人把一切帶好帶滿——但這不太可能,要把任何東西送到大氣層外,都要花費極大的代價。顯然,在太空開發資源一事至關重要。
目前有少數公司在研究太空資源的開採,特別是從行星中獲取水資源,以及為星際任務提供漂浮火箭。太空飛行公司也在開發利用氫氣作為太空燃料的方法,據說這能減少 95% 的飛行成本。創立於 2013 年的日本企業 iSpace 正研究,如何利用 4 公斤重的探月車在月球上探勘資源。而總部位於美國的行星資源公司(Planetary Resources)則希望從距離地球更近的小行星上開挖資源。