英国航天不争面子争英镑,2021年竟向月球发射四只脚的“蜘蛛人”
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英国航天不争面子争英镑,2021年竟向月球发射四只脚的“蜘蛛人”

2020年11月26日 11:13:38
来源:知识分子

昨日凌晨,在海南文昌嫦娥五号成功发射升空,如果进展顺利,中国将成为第三个国家能从月球“挖土”的国家。事实上,英国也正在跃跃欲试,他们研发的登月机器人充满了英国式的幽默,打破常规的登月机器人造型,没有轮子只有腿,酷似蜘蛛。之所以这样设计是希望它能钻进月球的熔岩洞,为未来人类在月球熔岩洞之下建设永久基地做准备。为什么要在月球的地下建人类的永久基地,主要是月球的地表晚上极冷,白天极热,熔岩洞的温度保持在零下20度左右,跟我国东北冬天气温差不多。

英国公司Spacebit开发的登月机器人,有一个日本名字——朝の蜘蛛(代表好运)

英国公司Spacebit开发的登月机器人,有一个日本名字——朝の蜘蛛(代表好运)

昨日,嫦娥五号升空,探梦星空,如果最终完满成功,从月球上取得样本,再返回地球,就将标志着中国探月工程“绕、落、回”战略完美收官。这也将是中国参与世界科技竞争的超强执行力的体现。

随着苏俄的衰落,中国隐隐地成为与美国并驾齐驱的航天大国。

但有一个科技强国,一直在航天领域存在感不强,也正在发力探月了。

这个国家就是英国。

英国探月活动与航天传统大玩家美中欧相比,颇有自己的特色——民营公司主导。

现在,我们一起了解一下英国即将开展的探月活动——蜘蛛月球车和月球通信卫星。

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英国的登月机器人——机器蜘蛛

2021年7月,英国将发射本国第一台月球车,将成为继美俄中之后,第四个完成此成就的国家。英国的月球车将是史上最轻的月球车,仅1.5公斤。重量还不是英国月球车最大的特点,最大的特点是没有轮子,而是有四条腿,外形酷似蜘蛛。

英国月球车——朝蜘蛛(Asagumo)。图源Spacebit官网。

英国这款月球车是2014年才成立的私营公司Spacebit开发的,被命名为Asagumo,这是一个日语词汇(朝の蜘蛛),意思是早晨的蜘蛛。在日本文化里,早晨遇到蜘蛛会有好运,就像我们中国人见到喜鹊。

英国私营公司Spacebit展示登月计划

月球表面其实不适合有腿的机器人,因为月球表面是一层岩石碎屑,深度2—20米,腿可能会陷进去。另外,岩屑可能会卡住腿上的铰链。

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为什么要研制出一台带腿的月球车?

这款名为朝蜘蛛的月球车不是为了月球表面瞎转悠,而是为了钻洞,即月球的地下熔岩洞。

Spacebit 公司 CEO 与朝蜘蛛月球车在日本富士山熔岩洞里做测试。图源Spacenews。

Spacebit 公司 CEO 与朝蜘蛛月球车在日本富士山熔岩洞里做测试。图源Spacenews。

月球曾经有一个火山活跃的时期,火山喷发的熔岩在流动过程中,顶层逐渐冷却,成为坚硬的岩石,等下面的熔岩流干或凝固,便形成了熔岩洞。熔岩洞地面没有岩屑,而满是大大小小的岩石,崎岖不平,很适合长腿的月球车攀上爬下。

英国为什么要“朝蜘蛛”号月球车钻熔岩洞?

图为地球上的熔岩洞,月亮上也有类似的熔岩洞。图源:夏威夷沙奇旅行社。

图为地球上的熔岩洞,月亮上也有类似的熔岩洞。图源:夏威夷沙奇旅行社。

科学家可以通过蜘蛛号月球车发回的照片增进我们对月球熔岩洞的理解。

更重要的是,英国人有更远大的目标——建立人居月球基地。月球基地最适合建在熔岩洞里。

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月球表面不容易建房子吗?为什么住洞里?

人处于月球表面上将面临各种极端危险的事物:宇宙射线、太阳辐射、陨石等。月球上本身自然环境就极其恶劣,尤其是温度,白天近120℃,晚上零下180℃,昼夜温差近300℃。在这里,我们要对地球的大气层和地磁场致以深深的谢意。

而熔岩洞里是一个较为正常的生活环境。各种辐射和陨石被遮挡,温度保持在-20℃,与东北的冬天差不多。

住在熔岩洞里是不是太拥挤了?毕竟人要穿着宇航服,还有各种仪器设备。

月球地下40米直径300米以上的熔岩洞不少见。2017年发现的一个超大熔岩洞能把贵阳市区装进去。火星上也有与月球上熔岩洞类似大小的熔岩洞。

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英国深耕另一领域——深空通信

英国人还洞察到了探月行业一个市场痛点:深空通信。

过去,探月航天都要携带高功率的无线电发射机,以向地球发射信号。

英国打算发射绕着月球转的通信卫星,称为月球探路者(Lunar Pathfinder),以后探月,不管是向月球发射着陆器、月球车还是轨道器(即月球人造卫星),可以向月球探路者发送信号,月球探路者再将信号发送给地球。探月航天不必再携带笨重昂贵的发射机了。

月球探路者(Lunar Pathfinder)卫星。图源goonhilly网站。

月球探路者(Lunar Pathfinder)卫星。图源goonhilly网站。

月球探路者卫星将由英国的萨里卫星科技公司(Surrey Satellite Technology Limited)研制,并已经有了第一个客户——欧洲航天局(英文:European Space Agency,也称欧洲空间局)。

月球探路者计划于2023年发射升空。成功之后,下一步计划是发射更多月球卫星,组建一个月球版GPS。

月球探路者下一个大客户有望是美国NASA。美国计划2024年送宇航员重返月球,时间紧,任务重。美国将登陆器外包给工业界,英国正紧锣密鼓地行动,力争拿下地月通信服务大单。

虽然才两个客户,但英国人对月球探路者的商业前景充满乐观。越来越多的私营公司将涌入探月航天行业,直接购买通信服务是他们非常划算的选择。

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英国把航天当生意做

英国这两个探月项目都由私营公司捉刀,这样做省钱。

经济算计是英国航天的传统。

英国航天力量貌似不显眼,其实它们起步很早,二战期间便研究缴获自纳粹的火箭。不过,英国一直不舍得在火箭上面花钱,1960年代英国还是开发了黑箭运载火箭。这款火箭在1971年进行了第一次成功发射,也是最后一次发射。英国成为位于中国之后世界上第六个能自主发射运载火箭的国家。随后,英国将黑箭火箭送入了博物馆,放弃了火箭事业,成为第一个自主掌握火箭发射技术但弃之不用的国家。原因就是太费钱,并无利可图。

伦敦科学博物馆展览的黑箭运载火箭。图源visiblelandscape.com。

伦敦科学博物馆展览的黑箭运载火箭。图源visiblelandscape.com。

英国不搞火箭了,国家在航天上的投入也不起眼,但是英国的航天产业依然强劲,2015年的产值近140亿英镑。英国是小卫星第一大国,生产了全球44%的小卫星。

真是妥妥地闷声发大财!

近年来,商业航天成为一个新兴的蓬勃发展的行业,英国又入场了。

英国航天局(UK Space Agency)的Logo。图源:英国航天局官网。

英国航天局(UK Space Agency)的Logo。图源:英国航天局官网。

2010年,英国组建英国航天局(UK Space Agency),协调全英航天事业。如何协调?

从英国航天局出台大部头规划和战略文件,如《航天创新与增长战略2010-2030,2014-2030》(Space IGS)、国家航天政策,可看出协调的目标是增加产值、创造就业、改善私营企业的营商环境,提高英国在世界航天市场上的占有率等。

英国的航天任务不争面子,争英镑。

回归到国内,中国是当之无愧的航天大国和强国,但民营航天相对还非常弱小。随着商业航天的市场前景越来越明朗,私营航天巨头开始展露峥嵘(如Space X、维珍银河、蓝色原点等),中国也应着力为民营航天业创造更好的市场条件。

中国首枚民营轨道级运载火箭长安欧尚号首射入轨。

中国首枚民营轨道级运载火箭长安欧尚号首射入轨。

中国民营航天也已崭露头角。2015年,一批知名民营航天企业成立。2016年,第一颗民营航天公司研制的卫星成功升空。2019年,民营公司火箭第一次成功将载荷发射入轨。

中国政府层面战略的超强执行力,辅之以市场的高效率,航天事业必有另一番天地。