·在未來一二十年裏,機器人對火星表面的探索幾乎可以完全自主,人類的存在幾乎沒有任何優勢。工程計畫也可以完全由機器人來建造。機器人還可以探索木星、土星及其衛星。
·鑒於超越低軌域的載人航天極有可能完全轉移到願意承擔高風險的私營任務上,NASA數十億美元的艾爾忒彌斯計畫是否值得花政府的錢,值得懷疑。
【編者按】人類進入太空的旅程讓我們充滿了驚奇,但太空人的太空旅行是要付出巨大代價的,而且充滿了危險。隨著機器人越來越有能力,派遣太空人到月球和火星的願望是否合理?
美國天文學家唐納·戈德史密斯(Donald Goldsmith)和英國皇家學會前會長馬丁·裏斯(Martin Rees)在其著作【太空人的終結(The End of Astronauts)】中提出,在低地球軌域之外,太空探索應該在沒有人類的情況下進行。曾任劍橋大學天文學教授和天文學研究所所長的裏斯近日在全球性媒體【對話】上發表題為【艾爾忒彌斯——為什麽它可能是NASA太空人的最後一次任務】的文章,以本月剛剛發射的「艾爾忒彌斯1號」計劃為例,重申了上述觀點。

馬丁·裏斯(Martin Rees)曾任劍橋大學天文學研究所所長、英國皇家學會會長,是最早提出黑洞為類星體提供動力的人之一,獲得過坦普爾頓獎和首屆弗裏茨·茲威基獎。他還擔任過英國上議院十字座議員。以下為編譯全文:1969年,尼爾·阿姆斯壯在月球上邁出了歷史性的「一小步」。僅僅三年後,最後一批阿波羅太空人離開了我們的這個天體鄰居。從那時起,數以百計的太空人被送入太空,但主要是在地球軌域上的國際太空站活動。事實上,沒有人曾冒險離開地球超過幾百公裏。
然而,美國領導的艾爾忒彌斯(Artemis)計劃的目標,是在這十年內將人類送回月球。作為其首次飛行測試的一部份,「艾爾忒彌斯1號」正在繞月飛行,再返回地球。
阿波羅時代和20世紀20年代中期最重要的差異,是電腦能力和機器人技術的驚人改進。此外,超級大國的競爭再也不能像冷戰時期與蘇聯競爭那樣,成為大規模支出的理由。在我們最近出版的【太空人的終結】一書中,唐納·戈德史密斯(Donald Goldsmith)和我認為,這些變化削弱了(艾爾忒彌斯)計畫的理由。

【太空人的終結(The End of Astronauts)】封面。艾爾忒彌斯任務使用的是美國國家航空暨太空總署(NASA)全新的太空發射系統,它是有史以來最強大的火箭,在設計上類似於將十幾名阿波羅太空人送上月球的「土星五號」火箭。像它的前輩一樣,艾爾忒彌斯的助推器將液態氫和氧結合起來以產生巨大的提升力,然後墜入海洋,永遠不會再使用。因此,每次發射的成本估計在20億至40億美元之間。
這與它的競爭對手SpaceX的「星際飛船」不同,後者使該公司能夠回收並重新使用第一節火箭。
機器人技術的好處
機器人探索方面的進展以火星上的一組漫遊車為例,NASA最新的勘探器「毅力號」可以在來自地球的有限指導下自行駕駛穿越巖石地形。傳感器和人工智慧(AI)的改進將進一步使機器人本身能夠辨識特別有意思的地點,從那裏收集樣本發給地球。

勘探器「毅力號」可以在來自地球的有限指導下自行駕駛穿越巖石地形。在未來一二十年裏,機器人對火星表面的探索幾乎可以完全自主,人類的存在幾乎沒有任何優勢。同樣,工程計畫不再需要人類的幹預,例如天文學家夢想在月球的背面建造一個大型射電望遠鏡,不受地球的幹擾。這類計畫可以完全由機器人來建造。
如果要太空人進行施工,就需要一個裝備精良的住處,而機器人可以代替太空人長期留在工作現場。同樣,如果開采月球土壤或小行星的稀有材料在經濟上變得可行,也可以用機器人更便宜和安全地完成。
機器人還可以探索木星、土星及其迷人的各種衛星,而不需要額外費用,因為對機器人來說,幾年的旅程比前往火星的6個月航行多不了多少挑戰。這些衛星中的一部份,實際上可能在表層海洋中孕育著生命。
即使我們可以把人類送到那裏,也可能是一個壞主意,因為他們可能用地球上的微生物汙染這些世界。
管理風險
阿波羅號的太空人是英雄。他們承擔了高風險,並將科技推向了極限。相比之下,盡管艾爾忒彌斯計劃耗資900億美元,但20世紀20年代的短途月球旅行看起來就像是例行公事。
更加雄心勃勃的計劃,比如火星登陸,將需要引起和阿波羅計劃一樣的公眾熱情。但是這樣的任務,包括回程所需的物資和火箭,很可能花費NASA一萬億美元。當我們正在處理氣候危機和地球上的貧困問題時,這種花費是值得懷疑的。昂貴的價格,是NASA近年來為應對公眾態度而發展出來的「安全文化」導致的。(編者註:NASA認為,安全文化是對安全價值的重視,反映了一個組織對安全的認知、尊重與重視程度,以及在一個組織中各個層級對安全的承諾。)
這反映了1986年和2003年太空梭災難之後的創傷,以及隨之而來的計劃延誤,這兩次災難都造成了機上7名人員死亡。也就是說,太空梭總共有135次發射,實作了低於2%的故障率。期望返回火星的失敗率如此之低是不現實的,畢竟這項任務將持續整整兩年時間。
太空人還需要比機器人多得多的「維護」,他們的旅程和地面操作需要空氣、水、食物、生活空間和對有害放射線的保護,特別是來自太陽風暴的放射線。
登月旅行的成本已經很高,人類和機器人旅行的成本差異在任何長期停留中都會變得更大。前往火星的距離比前往月球遠幾百倍,不僅會使太空人面臨更大的風險,而且也使緊急支援的可行性大大降低。即使是太空人愛好者也承認,在第一次載人火星旅行前,可能還有將近二十年的時間。
當然,會有一些追求刺激的人和冒險家願意接受高得多的風險,有些人甚至報名參加單程旅行。
這顯示了阿波羅時代和今天的一個關鍵區別:一個強大的私營太空技術團體的出現,他們擁護人類航天飛行。私營公司現在與NASA競爭,因此由億萬富翁和私人贊助商資助的高風險、低價格的火星之旅,將由誌願者自願擔任成員。最終,公眾可以為這些勇敢的冒險家歡呼,而不必為他們付費。
鑒於超越低軌域的載人航天極有可能完全轉移到願意承擔高風險的私營任務上,NASA數十億美元的艾爾忒彌斯計畫是否值得花政府的錢,值得懷疑。艾爾忒彌斯計畫最終更有可能是一場告別戰,而不是開啟一個新的阿波羅時代。
(本文由方曉編譯)
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