我们会重返月球吗?

…我们应该这样做吗?或者我们应该把目光投向更远的火星?
2016年6月25日
提出的Graihagh杰克逊

自从尼尔·阿姆斯特朗为人类迈出一小步以来,已经过去了近50年……但我们还会回来吗?随着事情的升温,格雷哈·杰克逊召集了对宇宙充满好奇的人来剖析月球马拉松背后的驱动因素。

在这一集里

02:32 -人造卫星:太空竞赛的第一枪

1957年,俄罗斯的金属球被送入轨道,每个人都怀着敬畏和不安的心情看着……

人造卫星:太空竞赛的第一枪
Richard Hollingham,太空和科学记者,太空研究中心

1957年10月的第一个星期五19:28分,伟大的太空开始了。人造卫星正如理查德·霍林厄姆向格雷哈·杰克逊解释的那样,俄罗斯人将斯普特尼克送入轨道,每个人都怀着敬畏和不安的心情看着……

1957年10月,人造卫星的发射对美国来说是一个巨大的冲击。这不仅仅是因为苏联成功地将一颗大型卫星(这是一颗83公斤重的卫星)送入了距地球560英里的轨道。还有他们用来发射卫星的火箭的大小。这并不是关于太空竞赛,而是关于这样一个事实,如果苏联能做到这一点,他们无疑可以向美国本土发射核弹头,这是一个巨大的冲击。

Graihagh -科学和空间记者Richard Hollingham,你可能也从他主持的太空研究播客中认识他。但这并不是唯一让美国震惊的事情……

理查德-美国第一次将卫星发射升空的尝试在其他事件中被称为“flopnik”。它在发射台爆炸了然后发出哔的一声滚走了。这看起来很滑稽,但这对当时的美国来说是一个巨大的冲击,他们最终在那年晚些时候成功地将一颗小卫星从发射台发射出去。

Graihagh -所以在某种程度上,这是一种肌肉的弯曲?

理查德-这完全是肌肉的活动。在美国,他们称之为“导弹谈话”,所以真的很害怕。我的意思是,你可以想象一下那个时代——冷战时期,铁幕两边都感到恐惧。所以,是的,这一切都是由政治驱动的。

Graihagh -所以斯普特尼克是第一个,但是美国在一个月后发射了他们的同类卫星,在某些方面几乎有点针锋相对。

是的,美国人终于成功地把一颗卫星送入了轨道。1957年晚些时候发射了一颗小得多的卫星,但当时苏联仍然成功发射了第一颗卫星。第一个进入轨道的人是1961年4月的尤里·加加林。1963年6月,第一位进入轨道的女性。美国直到61年5月5日才让第一个人进入太空那是艾伦·谢泼德但那只是次轨道飞行。所以这真的是把他困在这个小小的水星太空舱里在一个发射器的顶部上升,然后再直接下降。他们没有进入轨道的能力。

所以如果你看,当然是在20世纪60年代早期,瓦伦蒂娜·谢尔巴科娃在63年6月飞行,她是第一位进入太空的女性。1964年有了第一个三人太空舱。第一次太空行走是在1965年3月。1966年2月,机器人飞船首次在月球上软着陆。它们都是由苏联率先发起的,毫无疑问,从表面上看,在60年代早期,苏联处于领先地位。

Graihagh -嗯。我想这对美国人来说真的很可怕吧?

理查德:这对美国人来说很可怕,你要记住,当时,没有人知道这些东西,所以在美国没有人知道苏联在做什么。他们有U2侦察机,所以他们可以看到发射场,他们可以猜测发生了什么。他们有一个很好的想法,但他们并不知道苏联人在想什么。苏联人对美国在做什么有更好的了解,因为美国项目的几乎所有内容都是公开的。

我认为太空竞赛中最有趣的一点是在20世纪60年代中期,从所有的意图和目的来看,苏联似乎领先,是的,他们已经做到了所有的第一。但在那个时期,美国人开发了双子座宇宙飞船。因此,在大约18个月的时间里,从1965年3月到1996年11月,他们启动了一系列任务,并与埃德·赖特(Ed Wright)完成了第一次步走。他们成功地在轨道上着陆了航天器,他们成功地在轨道上对接了航天器。他们在轨道上呆了14天;这个狭小的宇宙飞船只有大众汽车前部那么大。但他们在18个月内迅速完成了所有这些事情,也就是在这个时期,你可以看到美国开始领先。

Graihagh -是登月赢得了比赛,还是有更多的原因?

理查德:我们现在都知道,苏联在1966 - 67年输掉了比赛,当时他们的巨型火箭N1,相当于把人类送上月球的土星5号火箭,无法离开发射台,在发射台爆炸了。它就是不起作用,在那一点上,实际上,比赛已经输了。

1968年以后,美国赢了苏联不可能登上月球尽管苏联确实进行了登月计划,至少在理论上,进入了20世纪70年代但他们从来没有把人送上月球表面。

Graihagh -我想所有这些比赛意味着什么?最终,美国人赢得了这场比赛?

理查德:我认为,月球竞赛最大的意义在于技术的巨大进步。回想起来,那是一段了不起的时期,一段不可思议的时期。所有在任务控制中心的计算机使这些任务得以实现,火箭引擎的发展,学习如何在太空中生活的发展。在太空竞赛的那段时间里,发生了如此多的事情,发生得如此之快,令人难以置信。然后在1969年的阿波罗11号和1972年的阿波罗17号(最后一次阿波罗任务)之间很快就失败了。

旅游的未来

10:52 -今天的太空竞赛?

我们是在竞相登月吗?谁是竞争者?为什么月球在火星之上?

今天的太空竞赛?
与伦敦大学伯克贝克学院的伊恩·克劳福德教授合作

我们是在竞相登月吗?谁是竞争者?为什么月亮在上空带我飞向月球火星?格雷哈·杰克逊向伊恩·克劳福德提出了许多问题。

伊恩:人们对探索月球重新产生了浓厚的兴趣。我不确定这是一场竞赛,也许在某种程度上是,但新兴的太空大国(中国和印度)确实有雄心勃勃的计划,要把宇宙飞船送上月球,事实上,这两个国家都已经这样做了,但他们还有更多的计划。我认为这部分是出于地缘政治的考虑,因为他们想要证明他们有能力把东西送上月球,这样他们就可以加入美国、俄罗斯和欧洲等太空大国的行列。部分原因是科学驱动的。

人们认识到,在阿波罗登月40年后,人们认识到,我们对月球还有很多需要了解的。展望未来,人们意识到月球可能有经济上的资源,有价值的原材料,因此可能在经济上值得开发。所以我们还不知道月球在多大程度上可能具有经济价值,但这当然是另一个想要进一步探索它的原因,这样我们就能发现它是否有任何有用的东西。所以我认为所有这些因素共同推动了人们对月球的重新兴趣。

Graihagh -你说的地缘政治驱动因素是什么意思?

伊恩:在太空探索中有两个地缘政治驱动因素。一个是不太乐观的司机。这有点像冷战时期,各国试图竞争,或者至少证明他们有能力在世界舞台上努力扩大自己的实力。但有一个更积极的地缘政治驱动因素,那就是合作方面,人们意识到太空探索是非常昂贵的。单个国家可能无法单独做所有他们想做的事情,如果你愿意,这为国家合作提供了一个舞台,这是有益的,因为国家可能会在他们关系的其他不同领域彼此的喉咙。但如果他们有几个可以合作的领域,并被视为正在合作,这可以帮助建立国家之间的桥梁。当然有一个已经存在了。我的意思是,国际空间站存在的原因之一是,美国国会肯定认识到,通过让俄罗斯和其他国家加入,它可以帮助在冷战之后建立桥梁。

Graihagh -我经常思考这个问题,所以我们今天讲到哪里了?是玉兔,中国的探测器,不是吗?然后我想到俄罗斯人在谈论他们如何想要建造一辆从国际空间站到月球的太空出租车,那么我们现在在哪里,谁在做什么?

所以中国是相当活跃的。我的意思是,中国确实在月球上着陆了樟宜3号着陆器,这是一个巨大的成就,但是,是的,他们有更多的计划,他们正在缓慢但肯定地推进。俄罗斯还提议在未来5年或10年内向月球发射宇宙飞船。从某种意义上说,每个人都是这样,但不太清楚的是,他们都有多现实。其中一些是很多的讨论;有些地方我们确实能看到事情的发生。中国确实发生了一些事情,所以很难知道。

据我所知,俄罗斯曾提出过几个让无人飞船登陆月球的提议。可能在月球南极附近,这是目前很多人感兴趣的一个地区。

Graihagh——那么为什么人们对南极这么感兴趣——那里有什么东西吗?

伊恩:是的。从来没有航天器访问过月球的南北两极。在过去的10到15年里,越来越多的证据表明,水冰正在这些陨石坑的底部聚集。如果这是真的,那么这将是一种非常有用的资源,因为如果我们想进一步探索月球或太阳系的其他地方,那么水是一种非常有用的材料,因为你需要它来维持生命,比如喝水和其他一切。但是,当然,你可以把它分解成氧气和氢气这样你就可以呼吸氧气或者你可以把氧气和氢气结合起来作为火箭燃料。它在太空探索中有多种应用,但它很重。当然,1立方米的水有一吨重,如果你必须用巨大的火箭把地球表面的水带到太空中去,这将使太空探索的成本比你有当地水源的成本高得多。所以,是的,探索月球两极的很多兴趣是评估是否真的有水,如果有,有多少。

Graihagh:月球上还有什么东西是人们可能会谈论开发和利用的,作为一种资源来帮助我们探索火星和太阳系的其他地方吗?

伊恩:当然月球上还有别的东西。它有金属,铝,钛,硅,你可能会用在太阳能电池上。显然,在月球上开发这些材料并制造有用的东西还有很长的路要走,但无论如何,月球上确实有这些材料。

人们在月球上谈论氦3是一种经济上有用的资源,有一种观点认为氦3可以用于地球上的核聚变发电站,为我们未来提供电力。我本人并不支持这种做法,如果你们需要的话,我可以解释原因。我的意思是氦3存在于月球上,它通过太阳风来到月球并被植入月球土壤中。但是还没有人证明氦3是核聚变反应的可行燃料,所以我们不知道我们是否可以使用它。即使我们能利用它,月球上也没有那么多,所以要想为地球提供足够的电力,你需要大规模的操作,每年在月球表面开采数百或数千平方公里的露天采矿。因此,可能有比开采月球氦更简单的方法来解决地球的长期能源需求。

Graihagh -是的,我想是这样的,采矿问题是,我想,因为它都在地表流动,而不是集中在我们可能想到的地球上开采金属和其他东西的地方。但是,这是一种探索太阳系其他部分的好方法,而不是把它拖回地球,把它当作燃料吗?

核能飞船…是的,这将是非常有利的。如果你有一艘宇宙飞船只需要三周就能到达火星,而不是目前的8个月,或者你可以在几周或几个月内到达木星的卫星,而不是几年。显然,这将极大地打开太阳系,这将需要某种新型动力火箭。现在我们当然还没有能力建造一个。我想这是真的在很遥远的未来,如果你能建造一个核聚变动力火箭,这将是一个非常有利的事情,如果月球氦3将是一个潜在的燃料,那么是的,这是一个令人兴奋的,但相当小众的市场,提供核火箭探索太阳系甚至更远。所以,在试图从月球氦3中提供地球所有能量的背景下,这变得不太可能。为火箭提供动力所需的能量会少得多,所以在这种情况下,它会变得很有吸引力。

格雷哈:给我描绘一下未来10年、15年、20年甚至30年将会发生什么。我们会看到越来越多的探测器吗?我们是否会在阿波罗登月50、60、70、80年后看到人类重返月球?

伊恩:嗯,我当然知道。所以我认为它是可行的,从我的角度来看,好消息是,这是全球探索路线图中所设想的,这意味着这是太空机构在ISA之后思考的方式,让人类重返月球。利用人类在月球上的存在,当然可以了解很多关于月球的知识,包括地质学和所有的东西——有很多科学要做。但也要发展人类太空飞行能力,一旦我们确信我们知道如何探索太空,人类把月球作为一个试验台,然后把它作为一个垫脚石,从字面上和比喻上。这是一块踏脚石,可以把我们带到火星和其他地方。

所以我希望这就是21世纪太空探索的方式。

Graihagh -你自愿去吗?

伊恩:我本来会这么做的,所以我可能仍然会这么做,但不幸的是,我恐怕在2030年就过不了这个年纪了。我的意思是,我认为,在某种意义上,阿波罗之后有几代人迷失了方向。有一些像我这样年龄的人在9岁或10岁的时候看着阿波罗计划的发生,认为这是未来,对吧,但它实际上并没有发生在我们身上但我希望它能发生在年轻一代身上。像蒂姆·皮克这样的人激励了很多人那么蒂姆·皮克的下一个任务是什么?也许这不会很快发生,让他有机会去月球,但他激励了一些年轻人。我认为这就是我们所希望的,太空计划能够提升到一个水平,让现在很多学龄的人,像蒂姆·皮克这样的人所激励的人,能够现实地希望他们可能有一个很小但有限的机会去月球或火星。

波斯学校的火箭种子

21:38 -将下一代送入太空

蒂姆·皮克(Tim Peake)的任务能把下一代送上月球吗?

将下一代送入太空
和Alison Kemp一起,珀尔斯学校

阿波罗登月激发了年轻人学习科学课程的希望波斯学校的火箭种子有一天我们会看到人类在月球上生活。但在太空竞赛获胜后,这种情况从未发生过。然而,隧道的尽头会有光明吗?蒂姆·皮克(Tim Peake)的任务能把下一代送入太空吗?格雷哈·杰克逊拜访了剑桥珀尔斯学校的艾莉森·坎普和她的学生,看看……

学生- - - - - -是的,我认为看到有人进入太空六个月是很酷的。在国际空间站呆这么长时间是件很酷的事。

格雷哈——你愿意自愿去太空吗?

学生- - - - - -也许,是的。

Graihagh -吓到我了。

是的,这可能会很可怕,但有了反重力装置也很酷,因为没有重力,你可以到处漂浮。这会很尴尬,但很酷!

grahagh -这是剑桥波斯学校的一名学生。在伊恩的评论之后,我想看看蒂姆·皮克的任务是否激励了年轻人去月球表面,这将是一件有趣的事情。这些学生是生态俱乐部的成员,他们得到了一些火箭种子,和蒂姆·皮克一起被送上了太空。然后他们从太空返回,学生们培养它们,看看微重力和辐射可能会对它们产生什么影响……这是他们的生态俱乐部老师艾莉森·肯普……

艾莉森-我在波斯大学教生物和一点化学。我从九月份就来了,在那之前,我是一名兽医。

Graihagh -哦哇!跳得真快啊?

艾莉森-是的,但很不错。和这里的年轻人一起工作绝对是一种奇妙的经历。他们有很多问题,我不断受到挑战,思考新的科学领域,这可能是我以前没有的。

Graihagh -像太空中的火箭种子?

艾莉森-就像太空中的火箭种子-没错。这不是我花很长时间考虑的事情,但是,当我看到这个实验是可行的,我们必须这样做。这是一个让孩子们参与到真实生活科学中的绝佳机会。这是一件很重要的事情,希望能激发他们的想象力,让他们思考。

所以基本上我们有两包种子。

艾莉森-一红一蓝。

学生- - - - - -一个是和蒂姆·皮克一起在太空中度过的,另一个只是一包普通的种子。我们所做的是,我们把它们都种上,看看它们的生长方式是否有什么不同。

学生- - - - - -我们测量了发芽的种子的百分比,它们有多少叶子,以及它们的高度

艾莉森:托盘是随机的,所以我们把种子放在一起,把红色和蓝色的混合在一起。他们都有相同的照明条件,他们都有相同的水可用性,只是为了让这个测试尽可能公平。

我们所做的就是监控种子。所以我们观察它们发芽需要多长时间,然后我们数它们的叶子,我们观察种子的高度,从土壤一直测量到芽的顶部,我们只是记录发生了什么,并试图在我们进行的过程中发现两包之间的任何差异。

学生- - - - - -我们不认为他们会有太大的不同,主要是因为他们在太空中没有做任何事情,他们只是进入太空。

Graihagh -即使有微重力和辐射之类的东西?

学生- - - - - -嗯,它们还是包装好的,所以应该不会有太大的区别。

Graihagh -我看了墙上的结果,实际上,他们在百分比方面非常接近。

艾莉森-他们非常非常相似。我们发现红色和蓝色的种子之间有细微的区别,但不是非常显著。我们的红色种子变得更大了,它们的茎变细了,它们倾向于向上长向天空,所以我不知道这是否意味着什么。另一方面,蓝色的种子通常保持小一点,但它们更均匀。而蓝色的种子,直到实验的最后一天都没能坚持下来,所以我们确实丢了一些蓝色的种子。

Graihagh -那么你对这里的结果做了什么?

艾莉森:我们已经把他们录入了RHS的数据库,这样他们就会和其他参与实验的学校的结果结合起来。显然,也有一些受雇的科学家在做这个实验。我们不只是把它留给全国各地的学校,而是将所有的结果结合起来。所以他们显然会被分析,希望我们能在接下来的几个月里得到一些结果。

我们希望能找出本周哪包种子进入了太空,所以我们都在焦急地等待电子邮件的到来,看看我们的预测是否正确。

grahagh -我只是不断刷新我的电子邮件!

艾莉森-这周我已经做了很多次了。蒂姆·皮克一回来,我就每天检查邮件,以确保我没有错过任何东西,但到目前为止,我仍在等待结果。

学生- - - - - -我想在这之后我肯定会从事科学方面的工作,因为我觉得我对科学中实际发生的事情有了更多的了解,我真的很喜欢。

学生- - - - - -也许吧,我不太清楚,不过我想是的,因为我对那里发生的事情更感兴趣了。

艾莉森:我认为这个实验是让孩子们接触真正的科学的一种极好的方式。在学校里,我们做了很多实际的实验。我们非常非常幸运,但作为老师,我们知道结果会是什么,如果需要的话,我们显然可以摆弄一下,尝试改变一些东西。这是一件全新的事情,对我来说,能和学生们在几乎相同的水平上工作真的很好。我们都在一起试验。这也是一个很好的机会来讨论我们如何用它们来设计实验。这确实强调了为什么我们要做随机化的事情,为什么我们必须非常准确地测量我们所做的事情,因为很明显,所有这些结果都有意义,可能会影响我们是否选择在太空中种植火箭,或者如果我们最终能够在其他星球上定居,我们是否选择种植其他植物。

学生- - - - - -我认为参与像这样的大型小组研究总是很好的。就像你说的,你可以增加社区的知识。我不太确定种植火箭种子对我们在月球上生活有什么帮助,但是……

格雷哈:嗯,我们需要食物。

真的,真的。但我认为这是一件很棒的事情。

艾莉森:对于许多学科,最好的吸引年轻人的方法就是让他们参与进来,让他们看到这个领域的工作实际上是做什么的。我认为没有什么比亲自动手并参与其中更好的方式来鼓励孩子们研究科学了。

学生- - - - - -嗯,我认为这可能有助于火星一号任务的例子,因为我们在这里试图做的是一次单程火星之旅,然后我们要在那里建立一个温室,可以在6个月内建成。如果你能这么说的话,我们正在尝试在火星上定居我认为这可能会有帮助,因为现在我们正在研究种子在太空中的表现以及我们是否可以在那里种植种子,以及这将如何影响它,或者我们在那里种植后它们是否可以食用。所以,我认为这很有趣,它将扩展我们的知识。

学生- - - - - -是的,这真的很酷,因为你基本上可以开创一个新的世界,通过这个实验和这项研究,你可以找到种植食物的方法。然后,如果世界人口太多,你可以搬到那里。

非常感谢珀尔斯学院的所有学生对这个项目的贡献:Charlie Toff, Isaac Baillie, Henry Butler, Paolo Cicuta, Ella Cowell, Alice MacDowell, Annouska Duggan和Shnithi Yasuthan。

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