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美國探月計畫過去與未來
1958年7月29日,在前蘇聯的強大太空發展進程壓力下,美國政府為全力發展太空飛行技術以追趕上前蘇聯,美國總統艾森豪威爾(Eisenhower, Dwight David)簽署了《美國公共法案第85-568號》(United States Public Law 85-568,即《美國國家航空暨太空法案》),正式宣佈籌組NASA。

於是核定將1915年3月3日成立,為發展航空科技的國家航空諮詢委員會(NACA, National Advisory Committee Aeronautics)組織,在1958年10月1日解散,轉移設備、資產與人員至新創立並大幅擴編的NASA,這個經美國國會同意擴編後的新單位,成為聯邦政府分支管轄下的大型聯邦科學機構,除原先擔負NACA的任務外,還進行多項航空器及太空飛行載具的研發工作,並著重在太空方面的科學研究。

美國政府智庫之一太空任務團隊(Space Task Group)提出發展載人太空艙的水星(Mercury)計畫,並建議美國政府積極向深太空(Deep Space)探測。在同一時期,NASA加緊準備將美國太空人(Astronaut)送上軌道,以期能超越前蘇聯。

1959年4月NASA挑選出7名太空人參加水星計畫(註1),分別是史考特.卡本特(M. Scott Carpenter)、戈登.庫伯(L. Gordon Cooper)、約翰.葛倫(John H. Glenn)、維吉爾.葛瑞森(Virgil I. "Gus" Grissom)、華特.薛拉(Walter M. Schirra)、艾倫.薛波(Alan B. Shepard)和唐納德.史雷頓(Donald K. Slayton)。NASA高層決定由薛波打頭陣,然而前蘇聯的太空飛行技術再度超越美國。

註1:水星計畫過程詳見尖端科技軍事雜誌第227期P.82(2003/07)。

前蘇聯於1961年4月12日成功發射東方1號(Vostok 1)載人太空船,在軌道上環繞地球一圈的尤里‧加加林(Yuri Gagarin)成為首先完成此項創舉的太空人,在軌道停留108分鐘。東方一號太空船全高6.7m,直徑4.3m,總重4734.5kg。此種囊型太空船的設計,包含太空人所乘坐的指揮/重返艙(Command/Descent Module)及供應指揮艙電力,並提供推進動力的儀器艙(Instrument Module)兩部份。指揮/重返艙設計為圓球狀以與儀器艙隔離,於太空船返回地球時展開降落傘,以降低重返地面的速度,很幸運的加加林於指揮/重返艙著陸時並未受傷,任務成功完成。

在前蘇聯太空人加加林成功的軌道飛行之後,水星計畫於1961年5月5日由艾倫.薛波(Alan B. Shepard)搭乘自由7號(Freedom 7)太空船實施首次MR-3任務,在NASA完成美國首次載人太空飛行任務後不久,當時的美國總統約翰.甘迺迪(John F. Kennedy)於1961年5月25日發表著名的演說「我們選擇登月(We choose to go to the Moon speech)」宣佈,美國要在1970年以前完成載人的登陸月球任務,以搶先於前蘇聯登陸月球。1963年5月15日庫伯執行該計畫最後的MA-9軌道任務,之後NASA便朝下一階段的計畫邁進。

雙子星(Gemini)計畫是一項可搭載雙人進入軌道的太空船飛行計畫,該計畫是為了測試長期在太空中飛行的人類行為和反應。然而將人類要在太空中活動,必需解決一些問題,同時也為登月作準備,該計畫並同時測試將在登月任務上使用的太空裝。

1965年3月23日,美國首次雙人太空飛行任務,編號GT-03的雙子星3號(Gemini-3)發射升空。之後陸續實施了9次雙人太空飛行任務,其中在編號GT-04的雙子星4號(Gemini-IV)任務首次實施36分鐘的艙外活動(EVA, Extra Vehicular Activity),進行太空裝的初步測試(註2)。

註2:雙子星計畫過程詳見尖端科技軍事雜誌第228期P.88(2003/08)。

代號阿波羅(Apollo,註3)的載人探月計畫,有未納入計畫編號在1966年2月26日升空的AS-201搭載編號CSM-009的指勤艙、7月5日升空的AS-203、8月25日升空的AS-202搭載編號太空船011號(Spacecraft-011)的指揮艙原型,這3次的不載人試飛任務(阿波羅4、5、6號),及納入計畫編號的5次載人試飛(阿波羅1、7、8、9、10,註4)。7次登月任務中有6次成功(阿波羅11、12、14、16、17號),其中1次因系統嚴重損壞而無法登月(阿波羅13號)。

註3:阿波羅是希臘神話中司職音樂、醫藥、藝術、寓言的太陽神,與月神阿爾特彌斯(Artemis)是異性雙胞胎。NASA以阿波羅作為登月計畫之名,意喻讓太陽神與月神重逢。該計畫詳見尖端科技軍事雜誌第229期(2003/09)P.82與第230期(2003/10)P.66。

註4:事後NASA答應葛瑞森遺孀的請求,將這次失敗的任務定名為阿波羅1號(Apollo-1),以紀念在該計畫中殉職的3名太空人:水星計畫的葛瑞森、雙子星計畫的懷特以及阿波羅計畫新進太空人羅傑‧查菲(Roger B. Chaffee)。

2006年12月4日,NASA署長米契爾‧格里芬(Michael Griffin)正式宣布,將計畫在2020年於月球南極建立1座永久性的太空人長駐基地,做為未來載人探測太陽系任務的前進基地。這是繼1969〜1972年阿波羅計畫的太空人進行6次登月探勘任務之後,美國將再次送太空人「重返月球」(Back to the Moon)。

新世代登月載具系統的戰神1型(Ares I)發射載具預計在2009年首次試飛,至於太空人駕駛原名為乘員探險載具(CEV, Crew Exploration Vehicle)的獵戶座(Orion)太空船,預計在2014年進行首次試飛。

戰神系列發射載具的主體,採用發展自1980年代太空梭(Space Shuttle)開始使用的超輕量燃料槽(SLWT, Super Lightweight Tank)、主推進器(SSME, Space Shuttle Main Engines)及固體燃料火箭輔助推進器(SRB, Solid Rocket Booster)等研發成熟的技術,以求降低計畫研發成本。

至於新一代的月球漫遊載具(LRV, Lunar Roving Vehicle),將是具備加壓艙、維生系統的大型4輪傳動構型LRV,讓太空人不必穿著笨重的太空裝,就能駕車在月面各處進行長達數天、路程數百公里的探勘任務。此外,新一代的小型6輪傳動構型的LRV,載重量、機動性皆較阿波羅計畫時期的LRV更佳,操作範圍主要在登月載具降落區附近數公里之內。

NASA署長格里芬於9月17日在紀念NASA成立50周年活動時宣佈,太空經濟(Space Economics)時代已到來。但對太空驚人的潛力,人類是否已做好轉變思維方式與行為方式的準備?

所謂太空經濟,包括各種太空活動所創造的產品、服務和市場。太空旅遊就是一項新興行業,太空旅遊項目也越來越五花八門,譬如花費2000萬美元搭乘俄國聯合號(Soyuz)太空船至國際太空站(ISS, International Space Station)上住個幾天,也有花費3500萬美元進行艙外活動的高價項目,更有相對低廉的10萬美元次軌道(Suborbital)旅遊。

事實上,太空經濟正悄悄改變人類的生活,一般人都能享受到其便利服務,當您在電視機前欣賞F1方程式車賽,就等於接觸了太空經濟;在太空中運作的各種衛星以及即時轉播訊號,讓您不在現場也能身臨其境。

美國太空基金會(Share Space Foundation)在2006年11月公布的最新報告中估算,2005年太空經濟的規模已達1800億美元且潛力無窮,太空中蘊藏的能源和資源財富為人類開啟了全新的視野。

如有「超級黃金」之稱的氦三(Helium-3),只要核融合技術發展成熟,100ton的氦三所提供的能源就夠全世界用上1年,而氦三在月球上的儲藏量高達300萬噸。俄羅斯的某家大型能源公司已提出,準備10年內在月球上建立採礦基地,大規模的開採氦三。

在某種意義上,太空經濟也顛覆現有的整個經濟學體系,開啟人類文明的全新時代,當人類的活動區域擴展到太空甚至是太陽系之外,有限資源和無限需求的矛盾也將消失。面對這驚人的潛力,太空經濟正受到越來越多國家的重視,然而,人類是否已做好轉變思維方式與行為方式的準備,以邁入新階段的太空時代。
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    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()