中國式嫦娥奔月將在2030年之前實現

文︱關品方

按照官方消息（由女太空人王亞平公布），中國計劃于2030年前實現中國人首次登陸月球。這將是中國航天事業的另一個里程碑。流傳數千年的嫦娥奔月傳說，終于要在這一代中國航天人的努力和見證下，成為現實。王亞平說:我和所有隊友一起全面投入訓練，正為即將到來的任務作充分準備。筆者大膽估計，如果中國有3個太空人參與到載人登月計劃，其中一人將會是女性，極有可能就是王亞平。

從“載人登月”工程任務視角來看，相應技術有四個關鍵點：火箭技術、繞月技術、落月技術和返回技術。美國最近的一次“阿爾忒彌斯2號”工程只是完成了“火箭技術”的測試，嚴格來說只是完成了載人掠月飛行，還未到繞月飛行的地步，因為并沒有飛近月球并切換到近月軌道、利用月心吸力讓飛船繞月飛行。它遠遠地在月球附近掠過，依靠地球的引力讓飛船通過回鏢效應返航地球。阿爾忒彌斯2號航天器并不支撐長時間飛行，其實只停留在地球引力的軌道范圍內飛行。筆者在4月13日對于美國阿爾忒彌斯2號今次飛行的技術性質已有詳細分析，本文還有月面月背的概念需要進一步解釋，要分辨何謂“掠月飛行”和“繞月飛行”，讓有興趣知道的讀者（尤其是年輕人）增加了解、作為科普參考。除非美國故意隱藏實力，否則很多技術性細節遠遠不及中國往返空間站（雖然只離地球大約400多公里）的軌道轉換。

中國現時“航天器登月”的四個關鍵技術已全部完成，而且是月背登陸。下一步的載人登月，會不會一步到位，載人在月背登陸（而不是只在月面）？這是國家機密，不能胡亂猜測。

月背或月面登陸大不同，涉及“繼站”衛星這個概念。它的學術名字叫月球的“中繼站衛星”。有別于掠月飛行，繞月飛行的話，需要有通訊繼站，才可以在近月軌道飛行，從“掠月飛行”上升到“繞月飛行”。中國的航天器已經能夠落到月球的背面。最近印度有航天器落到月球南極，但仍只是月球正面，還不是月球背面。原因是印度還未有月球通信繼站，即“中繼站衛星”。

中國在月球L2點的中繼站衛星，面向月球背面，無法直接觀測或通信月球正面。其設計目的是解決月球背面與地球的通信問題，因月球被地球潮汐鎖定，背面探測器信號會被月球本體遮擋，需要中繼站衛星中轉信息。該衛星位于月球背向地球一側約6.5萬公里處，通過環繞L2點的“暈輪軌道”，始終同時“看見”月球背面和地球，確保通信鏈路不被遮擋。其通信天線和觀測設備均朝向月球背面和地球，物理上背對月球正面，無法直接覆蓋正面區域。但這并無問題，因為月球正面探測器可直接與地球通信，無需中繼站衛星。因此地月L2點中繼站衛星任務不包括服務月球正面。筆者這樣解釋，高中物理學合格的學生都會明白。

目前，中國是全球唯一擁有地月中繼站衛星的國家。中國于2018年發射“鵲橋”中繼星，為嫦娥四號月球背面探測任務提供通信支持。2024年發射“鵲橋二號”提升性能，為月球背面和南極提供長期通信能力。其他國家尚未獨立部署地月中繼衛星。美國并無專用中繼衛星，阿爾忒彌斯2號飛船如要切換軌道進入月軌飛行，臨時中繼存在通信中斷問題，請求使用中國“鵲橋二號”，據悉中國提供有限度支持，讓阿爾忒彌斯2號完成掠月飛行。印度“月船3號”任務因無中繼衛星，在月球南極通信容易受阻，能夠完成任務已經極不容易。歐洲航天局計劃發射“月球探路者”通信中繼衛星，目前尚未部署。

美國12個太空人的登月痕跡，現時備受爭議；包括美國國旗、月球車及返回艙發射基座。這些都遺留在月球表面。返回艙升空的時候，由于月球沒有大氣層，表面沙塵向旁邊四周二維擴散，太空人早前留下的腳印不可能后續仍如此清楚。數據傳輸的清晰度（definition）在信息交換和共享的過程中，當年（57年前！）的通訊設備精度、密度、解象度和速度均不足，analog有延時效應。當年觀眾在電視上看到的畫面同步率極高，美國總統拿起電話筒通過固定電網和在月球上的太空人通話，當年的數據傳輸能力不足，根本無法進行實況處理。1969年還沒有互聯網。過去半個世紀以來，通訊和算力的演進，今非昔比，差別何止十萬八千里？

筆者認為，我們不要隨便武斷這是美國的世紀騙局。如果出于政治理由，為了方便人類知道載人登月成功，以荷里活方式展示一番，也許可以理解。但今天回顧昔日，當年的畫面絕對超越我們今天的認知，無法相信這是即時信息傳遞的真實。美國應該不是存心撒下彌天大謊。美國當年可能估計沒有其他任何國家在可預見的將來做得到載人登月。

阿波羅計劃后來由于各種原因決定終止。NASA對當年的載人登月選擇沉默。阿爾忒彌斯2號完全可以拍攝過去12位太空人留在月球表面上的殘留痕跡。今次有沒有拍攝？沒說。過去6次載人登月的全部記錄和數據，NASA并未提出，宣稱都沒有了，相當費解。

過去9年，從特朗普第一任做美國總統時起，突然間出現這樣一個潮語，叫做“fake news”（即“假消息”）。筆者認為，對美國載人登月的報導，盡管有懷疑，但無需公開深究，寧可信其有。有些疑點知道就得，不一定要查根問底，何須揭穿？因為沒有戰略意義。估計在2030年（或之前）中國人登陸月球后，官方也許亦不會細說。筆者關心的是，美國6次載12人登月都是在月球正面，中國首次載2至3人登月，會否在月球背面？如果是這樣，才真正是人類在太空征程上踏出的一大步。