【明報專訊】月亮，人類存在以來最大的夢，直至人類的機器衝進太空，在月面徐徐降落，這個夢才醒了。
冷戰，則是人類史上最大的意識形態衝突，美國和蘇聯一邊維持危如累卵的表面和平，一邊竭力在各方面表現本國思想的優越。
冷戰其中一項主要競爭，是雙方均想證明自己的科技水平勝過對方，太空競賽因此而生，影響了全世界其後幾十年的科技進程，並把人類從月亮的迷思中喚醒。
以下是記者訪問李文愷博士後，整理成文。
美國盼反超蘇聯 挑戰最高難度——人類登陸月球
上世紀六十年代之前，有好長一段時間蘇聯在太空競賽中領先。第一個人造衛星史普尼克一號，在一九五七年由蘇聯發射；第一個環繞地球的太空人，是蘇聯人加加林，時維一九六一年；至於首次太空漫步，在一九六五年由太空人列昂諾夫實現，也是來自蘇聯。因為美國在太空競賽的初期落後，時任甘迺迪政府苦思有什麼方法能追上蘇聯。由於蘇聯之前的亮麗成績，美方很清楚憑自己當時的技術，不可能在同一層面勝過對方，最可行的就是提出一個全新、不倚仗現有技術的方案，這才有機會反超蘇聯。最後在一九六一年，美方研究的結果是：推行難度最高的計劃——人類登陸月球。甘迺迪當時向民眾說：「我們選擇在十年內登陸月球，不是因為這很簡單，而是因為這很困難。」
可載人火箭的比併
載人登月，聽起來不簡單，實際做起來更需要面對很多以往技術未有觸及的問題。首先要解決的難題，是要研發一種比過往更為強力的火箭，因為要運送載人太空船抵達月球，比之前運送無人太空船困難許多，而一九六○年代初期的火箭，不論美國還是蘇聯，都未能滿足要求。後來，美國之所以能在阿波羅計劃中順利載人登月，與他們成功研發出強力新火箭「土星五號」，有着直接關係。至於蘇聯方面，在美國宣布登月計劃後，也緊隨開始研究新型火箭。但蘇聯的情况比美國複雜，他們並沒有單一的太空總署作統籌，而是由不同的設計局和工程師領導不同任務。其中有一個才華橫溢的工程師科羅廖夫，在他監督下，之前蘇聯很多重要的太空任務都取得成功。可是，到了要研發載人登月火箭時，包括科羅廖夫在內的幾個工程師，出現了競爭和分歧。直到一九六六年科羅廖夫病逝後，工程師之間的傾軋仍未消停，窒礙了新火箭的誕生。到了一九六九年，亦即是美國的土星五號成功試射的兩年後，蘇聯才製造出媲美土星五號、理論上可載人登月的新型運載火箭「N1」。由此可見，蘇聯航天機構人事上的複雜和不穩定，使其缺乏綜觀全局的科研人物，妨礙了技術的發展，反而讓美國後來居上。
工程缺陷 釀成大爆炸
除了人事問題，工程上的缺陷，亦導致蘇聯的載人火箭進程遜色於美國。雖然蘇聯有了全新的N1火箭，但前後四次試射均告失敗墜毀，其中第二次試射更釀成火箭史上最大規模爆炸。據科學家回顧，蘇聯的N1和美國的土星五號，設計上有很大差別。美國的土星五號，底部只有五個主要引擎，設計較精簡，而且數量較少，因此較容易通過逐一測試確保運作順利。至於蘇聯的N1，底部由三十個較小引擎組成，設計比土星五號繁複得多，但蘇聯當時的工業架構，不足以把三十個引擎逐一測試，以致發射失誤的機會很大，連續四次發射都以爆炸收場。在太空競賽前期各方面一直佔優的蘇聯，被迫在載人登月面前止步，只能眼睜睜看着美國阿波羅計劃的太空人多次踏足月球，直到一九七○年代中期，蘇聯決定終止載人登月火箭計劃為止。
多次登月後 民眾失興趣
美國作為摘下登月競賽桂冠的勝利者，在一九六九年「阿波羅十一號」首次成功實現人類登陸月球後，陸續派太空人登月，直至一九七二年的三年間，總共載人登月六次之多。美國當時的太空計劃，集中了全國巨額的科研資源，這才有能力在短短幾年內，密集生產土星五號火箭，供登月之用。但在第六次太空人登月後，計劃開始進入困境，其中最大問題是美國民眾漸漸對登月習以為常，失去興趣。由於失去民眾支持，政府不願意再花天文數字金錢送人上太空，因此在一九七二年後，美國停止載人登月計劃。同時，專為載人航天而研製的史上體積最大火箭土星五號亦告停產，後來甚至流傳土星五號設計圖遺失的消息。不過即使設計圖仍在，估計今天美國也未必有工廠有能力重建土星五號。現時還有兩枚當年剩下的火箭，收藏在美國的博物館。
德V2火箭技術被美蘇瓜分
冷戰期間的太空競賽，帶動了美蘇雙方相應的一系列科技發展，正如登月火箭的出現就是一個例子。然而說起研發火箭的始祖，不得不提到納粹德國，正是他們發明了世界第一枚彈道火箭。二戰時期，德國為了在德國本土直接攻擊英國，招募大批科學家和工程師研究火箭推進技術，並最終研發彈道武器「V2」火箭。德軍最早利用V2這新發明，從德國跨越英倫海峽轟炸倫敦。直到二戰結束後，德國戰敗，國內的科研成果被戰勝國瓜分。V2火箭的核心設計師馮布朗和他的研究隊伍，連同不少V2的成品，被帶往美國安置。自此美國的火箭和航天技術突飛猛進，甚至連土星五號也是在馮布朗的主持下研發。另一方面，蘇聯亦不甘示弱，佔領了V2火箭的工廠，帶走了剩下的德國科學家、火箭材料和生產設備，這些後來也成為蘇聯航天科技和彈道兵器的基石。由此可見，美蘇雙方在太空競賽時展示的航天技術，其實不少都得益自二戰時的德國。
近年月亮的訪客
一九七六年蘇聯在解體前最後一次發射無人太空船在月球着陸，其後的十幾年，月球都未有迎來訪客。接下來要到一九九○年代，才陸續有太空船奔向宇宙，但多只是圍繞地球和月球做探勘工作。這段時期派出太空船的國家計有美國、日本、印度等，但均沒有登陸月球。而月球再度有無人太空船造訪，就要數到二○一三年由中國發射並成功軟着陸的嫦娥三號和玉兔號月球車，這是一九七六年以來的首次。如果再有下一個登月的訪客，很可能就是預計在本月發射的無人太空船嫦娥四號。嫦娥四號的特別之處，在於它打算在月球的「背面」登陸。如果成功，將會是首次有太空船在月球背面着陸。由於月球被地球的引力鎖定，月球自轉的周期和圍繞地球公轉的周期幾乎一致，因此從地球望向月球，月球會始終以同一面朝向地球，而所謂月球的背面，就是我們在地球上無法觀察到、不朝向地球的另一面。至於計劃在二○一九年發射的嫦娥五號，將會是嫦娥系列最後一艘無人太空船，它的工作目標不止探勘，還包括在月球採集岩石和土壤樣本，並將樣本帶回地球。由於要具備從月球回程的功能，因此嫦娥五號對於火箭技術的要求比之前幾次計劃更高，中國需開發全新的火箭長征五號，而能否如期發射仍是未知之數。
不再登月 美轉研火星
中國和其他國家，如今正在嘗試派遣無人機繞月和登月，但美國早在六七十年代已能發射自動返回的登月無人機，甚至多次載人登陸月球，可見美國的航天技術目前在國際間仍是處於相當領先的地位。不過在七八十年代後，美國對於月球方面的研究力度明顯減輕了，一來是勝出了太空競賽，政治上的壓力減輕；二來經過多次探索，美國對月球的認識加深，研究價值沒有以往高，因此後來把精力逐漸轉移到研究火星及其他星體上。所以，美國近年在登月科技上的進展比起過去不算急速。
資料提供//香港大學物理學系及地球科學學系副教授李文愷博士
