今年的月球很喧嘩!登月已成強國在地球外的另一個超級競逐戰。
繼印度在8月成功登陸月球後,日本在9月7日發射一枚搭載「月球狙擊手」登月器的火箭,力拚成為舉世第五個上月球的國家。
連同之前美國、中國及俄羅斯的相關計畫,全球正在形成一股新的「月球拓荒」熱潮。
有別於冷戰時期美蘇為展示強大火箭投射能力、滿足宣揚國威的政治角力,這波登月潮背後,各國顯然有著更深層的太空戰略及經濟盤算。
日本這艘H2-A火箭所搭載的探測器,預計4到6個月內降落在月球表面;印度上月才成為第一個在月球南極登陸的國家,也是繼前蘇聯、美、中後,史上第四個登陸月球的國家;俄國在8月11日發射的「月球-25」探測器雖以失敗告終,但最大意義是該國時隔47年後,再次的登月任務。
中國則在今年5月宣布,計劃在2030年前實現載人登月計畫,值得注意的是,該國在2020年12月的前七年間三度發射「嫦娥號」登月,其中嫦娥4號在月球背面登陸,成為世界創舉;美國太空總署(NASA)也宣布「阿提米斯」( Artemis)計畫,預計2025年再度將人類送上月球、2030年前在月球建立一處永久前哨基地。
印度登陸月球南極 最大動力在探勘水冰
為什麼大國爭相逐月?科學家發現月球上應該有水冰(water-ice),這是人類登月的超大動力。印度這次發射的「月船3號」,除了在南極兩個隕石坑間相對平坦地成功著陸,不僅立下太空史的新里程碑,更在於搶先探尋月球南極隕石坑內藏有的水冰與稀有元素。
水冰可當作火箭燃料,加上月球重力僅為地球六分之一,以及缺乏大氣層,便於發射深空任務,這讓月球極適合成探測其他行星、或更遙遠星際的太空基地。
隨著太空科技的日新月異,未來大規模太空採礦似乎勢在必行。而對地球而言,又大又近的月球顯然是一個起點,而且充滿了可能成為未來能源的稀有資源。因此,美、中、俄、印、日等大國競相登月的另一目標就是在月球採礦,上面可能有一些極其寶貴的資源可支持發展月球經濟。
例如,月球有氦3(helium-3)和稀土金屬等礦物。氦3是氦的同位素,在地球上很稀有,在月球表面卻豐富得多,而且從月球開採可能會更便宜。NASA表示,月球上估計有100萬噸這種同位素。另據歐洲太空總署指出,這種同位素可以在核融合反應爐中提供龐大乾淨的核能,因為它不具有放射性,不會產生危險的核廢料。
氦3比地球多又便宜 還不會留核廢料
中、俄和印度都對此都表示有高度興趣,儘管需在採礦業技術取得重大創新,才能開發合適的遠程技術,但如果未來能建造氦3反應爐,投資報酬將很巨大。近期各國登月的目標之一,很可能是繪製氦3的礦床地圖,以供未來開採。
大約25公噸的氦3,可裝滿一個太空梭貨艙,且能為美國全國提供一整年的電力。據估計,1公斤氦3預計售價300萬美元,這意味著氦3的潛在經濟價值為每公噸30億美元,利潤非常豐厚。多家私人公司和擁有航太機構的國家已表態想在月球上開採氦3。
月球上的稀土金屬也是各方覬覦的目標。波音研究指出,月球上有用於智慧手機、電腦和先進科技的稀土金屬,包括鈧、釔和15種鑭系元素。隨著稀土對於現代電子、電池、再生能源和電動車變得越來越重要,再加上中國對地球稀土供應的壟斷,月球稀土礦藏就更具吸引力。
科技進步終將使太空採礦成為現實。NASA已簽訂一項合約,由一家私人公司將月球礦物送回地球:將成為第一次太空採礦作業。
美國要建前哨基地 中俄擬建機器人月球基地
這是月球採礦的非常慎重的開始,但更大的事可能指日可待。美國的阿提米斯計畫預計在2030年底前、在月球上建立一個永久性前哨基地。從地球運送物資極其昂貴且後勤作業異常複雜,因此月球資源將盡可能就地滿足基地需求:月球上的第一批居民也將是第一批礦工。
短期內,太空採礦的重點將是為太空人提供庇護所、空氣、水和燃料的原料,而不是向地球出口原料。可能的做法包括將月球風化層熔化成建築使用的磚塊,從地下深處或深坑中提取冰以獲得水,以及分解風化層中的冰和其他礦物質,以獲取氧、碳和氫。這項技術對於未來的載人火星計畫也至關重要。
俄羅斯和中國也不甘示弱,根據報導,這兩國正在合作於2036年前建立自己的機器人月球基地,這項計畫幾乎肯定會涉及某種類型的月球採礦。