[分析] 地球很危險(上)/(下) 美國纏鬥中國的「火星競賽」

作者: laptic (無明)   2021-06-15 18:29:09
標題: 地球很危險(上):美國纏鬥中國的「火星競賽」
文章來源: (須有正確連結)
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2021/06/15 徐子軒
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經過漫長的航行與等待,今年5月中國的祝融探查車終於順利降落在火星的烏托邦平原,
成為第六個到達火星軌道(依次為美國、前蘇聯、歐洲、印度、阿拉伯聯合大公國)與第
二個安全登陸火星(美國)的國家。圖為被困火星的麥特戴蒙。圖/《絕地救援》劇照
經過漫長的航行與等待,今年5月中國的祝融探查車終於順利降落在火星的烏托邦平原,
成為第六個到達火星軌道(依次為美國、前蘇聯、歐洲、印度、阿拉伯聯合大公國)與第
二個安全登陸火星(美國)的國家。接下來的三個月裡,祝融探查車將蒐集與分析當地氣
候、磁場、地質等資料,並探索永久凍土與地下冰層的可能性。
對照起2020年公開的火星探索任務,可看出大國的此起彼落。美國NASA的毅力號(Perse-
verance)火星探查車在今年2月登陸火星,目前仍在執行任務。但歐洲太空總署(ESA)
和俄羅斯航天國家集團公司(Roscosmos)合作的第二次ExoMars,因為系統測試問題以及
新冠疫情肆虐,延遲到2022年。
另一個成功的大國,就是中國的天問一號。本次登陸的成功絕非偶然,而是長期研究與測
試的結果。早在2011年,中國的螢火一號探測器搭載於俄國的Fobos-Grunt太空船,企圖
進入火星軌道進行觀測任務,但由於失去聯繫,太空船與探測器被迫墜毀,中國也開始獨
立探索火星的計畫。
跟著,中國以月球為目標,像是2013年嫦娥三號成功著陸月球、2020年嫦娥五號回收月球
岩石與塵土樣本,這些都奠定天問一號的基礎。在螢火一號10年後,中國累積了豐富的經
驗與技術,開始探索火星,展現出直追美國的太空雄心。究竟在天問一號的成功里程碑之
後,中國是否可能超越美國、成為太空競賽的第一強國?而在近期一系列太空科技角力中
,「中俄」對抗「歐美」的新競合關係,又將左右哪些航太計畫?
中美爭鋒的火星任務
目前在火星上進行探索的,除了中國的祝融號,就是三個月前到達耶澤羅隕石坑(Jeze-
ro crater)的毅力號,雙方距離大約2千5百公里。比較起規格,毅力號重達1噸,由核能
驅動,預計作業至少一年以上;祝融號較小,只有240公斤,由太陽能供電,預計作業三
個月。
為了探索火星,火星探查車要有全景和立體成像的高級相機、環境動力學的分析傳感器、
分析岩石元素的超級相機等,這方面毅力號的配備等級勝過祝融號。毅力號更攜帶創新號
(Ingenuity)直升機,是人類第一次在火星上啟動的空拍機。創新號主要由AI操作,同
樣靠太陽能運作,迄今已有六次飛行,負責蒐集地面圖像再傳回地球。
由於雙方目的不盡相同,所以配備也有不同。毅力號不只是要探索火星的地質與氣候等方
面,還要準備收集岩石樣本,將來送回地球。若成真等於是人類史上首次從火星升空,進
入火星軌道,再接上回歸地球的太空船,目前NASA還在計畫階段,可能會跟歐洲太空總署
(ESA)合作,預計2030年以後才有可能達到。
祝融號雖然沒有蒐集岩石的機能,但中國也有相似計畫,天問一號只是開幕表演,北京希
望在2030年將火星物質樣本運回地球,美中雙方較勁意味濃厚。對火星岩石與塵土進行詳
細的研究,是為了尋找生命跡象以及氣候變化的線索,了解火星如何從一顆溫暖潮濕的星
球,變成今日的寒冷荒漠,能給予人類啟示。
為了更進一步了解火星,毅力號又啟動兩項首創性實驗。一是配備有紫外線拉曼光譜儀的
SHERLOC,掃描環境中的有機物和化學物,分析是否曾有生物居住,同時也攜帶太空服材
料,檢驗是否可抵禦火星的惡劣環境。
另一實驗為配備名叫MOXIE的儀器,主要功能在於製氧。它可吸入火星的二氧化碳,然後
排出氧氣,現在的製氧率為每小時5.4克以上,可供太空人10分鐘呼吸。除了呼吸用氧氣
,MOXIE也能製造液態氧,做為未來在火星探索的機器推進燃料。
此外,探索水資源或許是火星計畫的重中之重。火星兩極已發現有水冰,意味著可利用讓
生物呼吸、也可提供燃料,更是將來建立殖民地的關鍵。在這方面,祝融號配備一種雙頻
探地雷達系統,可穿透地面深達100公尺,觀測地下結構,毅力號也有類似雷達,但只能
穿透地面約10公尺。
《沃爾夫修正案》的斷決:太空議題可能美中合作嗎?
由於火星任務曠日廢時,且所費不貲,能夠成功著陸更是鳳毛麟角。祝融號有強大雷達功
能,國際科學界都希望能共享在火星上獲得的數據與樣本,包括部分NASA科學家在內的美
國科學界、拜登的一些顧問,也不斷鼓吹美中恢復合作的重要,強調如果美國將中國拒之
門外,就會失去全球領袖的地位。
之所以得出這類結論,是因為支持合作的人士認為,隔離中國會導致無法得知其資訊,對
美國國家安全反而有害。再者,若拒絕與中國合作,可能會拖累美國的科學發展,也會損
及美國的多邊主義形象,當世界區分兩邊陣營,必然會有國家加入中國一方,美國將失去
潛在的夥伴。
同時,和中國交往越深,越能建立起所謂的制衡機制,也就是讓中國遵守國際規範或是與
美國的協定。當美中雙方在太空領域合作,自然就能減輕競爭所帶來的緊張,如此一來,
中國就會如其白皮書內強調的和平利用太空資源與發展。因此,美國必須評估甚至放棄過
時的《沃爾夫修正案》(Wolf Amendment),與中國重新合作。
所謂《沃爾夫修正案》是在歐巴馬政府時期訂下的法案,國會立法限制了NASA等科學機構
與中國官員互動,通常需要獲得FBI的特別許可並向國會報備,這是因為擔心美中聯合研
究,可能讓中國得以趁機盜取智財權和敏感軍事技術。之後歷屆國會傳承了精神,並加上
禁止與有侵犯人權紀錄的中國官員往來,使雙方互動更加困難。
盡管批評沃爾夫修正案的聲音不小,但國會的態度仍然堅決,而上任不久的拜登政府,其
太空政策似乎和前任也沒有太大變化。
正在等候NASA副署長提名通過、也是美國第二位女性太空人的梅爾羅伊(Pamela Melroy
),面對參議員詢問時表示,她雖不反對與中國對話,但中國在追趕美國的太空優勢,因
此仍支持沃爾夫修正案。
更有甚者,現任NASA署長尼爾森(Bill Nelson)在面對中國的火星任務成功後,做了有
趣的反應。尼爾森一方面恭喜中國取得成就,表示美國和世界都在期待祝融號的探測成果
,另一方面則特別以此警告國會,美國正面臨來自中國的嚴峻挑戰,若不提供足夠經費,
升級基礎設施和其他關鍵計劃,可能將落後中國。
再加上川普時期的遺產,如太空部隊、阿提米絲(Artemis)計畫等,並未人亡政息,拜
登政府仍繼續發展。曾任NASA代理參謀長、現為高級顧問的拉爾(Bhavya Lal)表示,她
並不期望中國會與美國就阿提米絲計畫合作,反倒是應該持續與俄國的關係,顯示出美國
的策略還是以中國為主要對手,且趨向於零和競爭。
因為華府很清楚的知道,太空競賽本質上是關於哪種政治體制對世界更具吸引力。當年蘇
聯首先發射人造衛星,世界都會以它為師,在極大恐懼下,艾森豪總統創建NASA,帶領美
國追趕超車。現在中國的技術能力不容小覷,且在全球經濟中擁有龐大影響力,這種地位
非蘇聯所及,也就更難援引前例和中國在太空合作。
最後要知道,就2020-21年的火星任務觀之,雖然中國本次展示的技術遠不如美國,但對
美中來說,這只是長遠計畫的一部分:「在未來十年裡,除了將繼續探索火星、甚至金星
,最主要的戰場還是在月球,雙方將盡全力比拚,看誰能先將人送上月球、誰能先在月球
建立持久的人類基地,都是吸引世人的焦點。」
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地球很危險(下):火星之前...誰能搶先「重返月球」?
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美國為首的「阿提米絲計畫」
五月中,歐洲太空總署(ESA)宣布了一項名為月光(moonlight)的太空計畫。顧名思義
,這是以月球為主而展開的工程設施與服務,包括在月球周圍建立可供通訊與導航的衛星
系統,一國若想探索月球,可以使用ESA的衛星服務,如此便可降低成本與空間,甚至能
讓私營企業運用在遊戲等程式獲利。
此外,ESA業已投入NASA的阿提米絲計畫(Artemis program),目標即是在2024年重返月
球。ESA將為獵戶座(Orion)太空船提供服務艙,儲存探索所需的氧氣、飲用水、推進劑
等;AIR BUS則被選為ESA的大型後勤著陸器(EL3)的供應商,EL3未來會放置在月球上,
作為各種任務的支援角色。
不久後,韓國在五月底成為阿提米絲的夥伴,成為第10個成員。根據雙方協議,韓國的探
路者月球探測器(KPLO)將在明年搭乘SpaceX的獵鷹九號火箭升空,美國會提供配備高解
析相機、望遠鏡和感應器的ShadowCam,以獲取月球陰影區域的圖像,確定是否有水。
美國也表示會支援韓國建立自己的全球導航衛星系統,在2035年發射七個衛星,形成所謂
的KPS。KPS將與現有的GPS 共同運作,提高整個朝鮮半島的測量精準度,這些舉措表示韓
國正在努力成為一個太空國家,除了與美國技術合作,更決定遵守美國立下的太空規則。
中俄的月球科研站
另一方面,與阿提米絲絕緣的中國以及意向不明的俄國,也有自己的動作。俄國預定今年
10月發射Luna 25登陸器,離上次登月的Luna 24已經是45年前的事,現在主要目標是研究
月球南極的土壤成分,探查地表或地表以下可能存在的水冰,之後還有一連串行動,包括
將樣本送回地球。
同樣在未來十年間,中國有更大的規劃。繼成功回收月球樣本的嫦娥5號後,北京還有嫦
娥6到8號準備發射,以探索水資源為優先。目前中國以俄國為重要夥伴,利用俄國豐富的
太空知識和經驗,俄國也能利用中國資金探索太空,像是嫦娥7號可能和Luna 26互相提供
載荷,有益於雙方的月球任務。
更重要的是,中國宣示將與俄國共同建立國際月球科研站(ILRS),讓人類可以在月球上
長期居留。中國預計2030年後在月球南極動工,也邀請ESA等各國太空組織加入,與阿提
米絲的大本營(Base Camp)互別苗頭。這些月球基地不單只是為了探索,更要嘗試提取
當地資源,進行下一階段的星際旅行與殖民。
月球如此忙碌而擁擠,從地球通往月球的路亦是不惶多讓。中國在四月底發射天宮號模組
化太空站的第一部分-也就是天和號核心艙進入低空地球軌道,主要是為提供將來太空人
入住後的維生系統,以及太空站的導航和動力系統,接下來還有夢天與問天兩個實驗室模
組會在明年發射,與天和號共組。
由於美國國會立法控制與中國的太空交流,像是國際武器貿易條例(ITAR)就限制兩國之
間技術往來,也迫使中國不得進入國際空間站(ISS)。迄今已有19國太空人進入ISS,雖
然有讓中國參與的聲音,但在美國壓力下,其他國家無法扭轉,為避免成「星際孤兒」,
北京決定自己建太空站。
無獨有偶,近年來俄國在地球上與美國越鬧越僵、雙方漸行漸遠。過去美俄之所以還能在
太空合作,很大原因是美國太空人必須搭乘俄國聯盟號(Soyuz)太空船進入ISS,但基於
國安和成本等考量,如今NASA選擇SpaceX作為升空夥伴,俄國的太空財源頓時削減不少。
NASA建議以互換座位的方式,也就是讓俄國太空人搭乘SpaceX的天龍號(Crew Dragon)
,換取美國太空人搭乘聯盟號,使兩國都可以免費進入ISS。目前據傳雙方已透過美企
Axiom Space牽線,達成一次互換協議,但有些技術(或者政治)問題考量,俄國太空人
可能要到明年才會搭乘天龍號。
俄國更在意的是,當更多的美企-如波音的星際航線(Starliner)正式運作,與美國的合
作關係即將終止。再加上ISS使用年限已超過原本預期的15年,許多部份已老舊不堪,俄
國也考慮到2024年後撤出ISS,在2025年發射自己的第一個太空站模組,2030年正式運作
,是否成真,仍待觀察。
在地球之外:太空規範可能建立嗎?
俄中都有動作,美國當然早有ISS退役後的備案。川普當政時,NASA在阿提米絲計畫裡提
出建造月球門戶(lunar gateway)太空站,到了拜登時代,最新進展是NASA將偕同Spa-
ceX於2024年發射門戶的首塊模組,接著和歐洲、日本、加拿大合作,打造一個小於ISS的
新太空站。
綜上所述不難明白,隨著越來越多國家投入星際事業,未來十年將面臨宇宙大航海時代。
當美中俄競爭越趨激烈,為避免不必要的衝突,制定太空規範似是不可或缺之舉,但規範
要如何建立,卻有相當難度。
眾所皆知,美國和中國、俄國在太空事務上,有著一些歧見,主要圍繞在資源開發和佈置
武器。就前者而言,美國很早就認為國際太空條約(OST)走到盡頭,所以希望締結新條
約,進行太空探索和資源開發,俄國基本支持重新談判,但企圖凍結開發資源。
當美國通過太空法,允許私營企業進行星際開發,又啟動阿提米絲計畫,用雙邊協定架空
OST,讓俄國等國批評華府意圖繞過國際法,想建立以美國為中心的新習慣法。中國的態
度比較曖昧,一方面批評美國拉幫結派,一方面卻不反對開發太空資源,表示尊重OST,
按照自己的步調前進。
就後者來說,俄國和中國等曾提出防止太空軍備競賽(PAROS)的條約草案,規定締約國
不得將攜帶武器的物體送入軌道、不得在任何天體上設置武器等。但美國等國認為武器的
定義太寬鬆,比如軌道上的衛星可用於攻擊,且該案不包括地面武器,如陸基導彈,同樣
可對衛星造成威脅。
除了PAROS草案外,俄中也向聯合國大會連年提交決議案,大都是以不在太空放置武器為
主題,獲得絕大多數國家贊成,反對的則是美英法等大國,和飽受俄國侵略的烏克蘭和喬
治亞等。歐盟更提出限制地面武器的方案,與俄中分庭抗禮,但這種方案等於限制長程導
彈,美俄中當然不會同意。
坦白說,地球上的口舌爭執,不會對宇宙大航海時代有甚麼實質影響,能夠進入太空的國
家均非等閒之輩,必然會用自己的方式找到出路。真正構成危機的,是美國與中國的對立
日深,從地球延續到太空。
過去中國奉行韜光養晦,由於羽翼未豐,並未構成美國的主要目標。隨著第五代班子掌權
,習政權開始顯露威脅性,像是官員將開發太空資源和中華民族偉大復興掛勾,賦予神聖
的戰略意義,也有首席科學家將月亮與火星比為釣魚島和黃岩島,不去的話別人就會佔領
,等於把國際法的先佔原則帶入太空。
就華府看來,這些觀點顯然是對近代清朝史的直覺反應,北京要把在南海的修正主義行為
複製到太空,與中國官方宣稱和平利用太空大相逕庭。太陽系雖大,可以容納兩大國、甚
至十幾二十國,但若沒有規範依循,在習政權的科技強國夢下,民族主義者的雄心更加躊
躇滿志,總會有衝突的一天。

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