我们最耳熟能详的登月名词不外乎美国宇航员阿姆斯特朗,然而过去,苏联的太空发展曾把美国打趴当地,现如今更有无数国家正急起直追,准备在月球留下历史性脚步。下一个登月的人类会由哪个国家夺得先机呢?
现今各国都在疯狂拟定登月任务,不过登月的源头要追溯至冷战时期美国、苏联两大阵营的对弈。1957年,苏联成功发射全球第一颗人造卫星震惊整个西方,尤其美国反应最大,自此掀起两国持续长达20多年的太空竞赛;为了超越苏联,美国总统肯尼迪决定玩一把大的:把人类送上月球再回来。
这颗掀起太空战争的苏联卫星称为“史普尼克1号”,由于发射当时正值二战后的冷战时期,战争从地面转移到空中,美国与苏联在航天领域竞相争取不可撼动的地位,而史普尼克1号毫无预兆地成功进入行星轨道,对美国来说犹如当头棒喝,当时许多美国人更认为他们面对苏联正在失去技术优势。
苏联卫星成功连发
苏联震撼接二连三,继史普尼克1号卫星后,1959年9月12日,苏联四度尝试发射探月探测器,而这次他们成功了──“月球2号”成为全球第一颗在月球表面硬着陆的太空飞行器(9月14日硬着陆并毁坏)。虽然寿命只有短短两天,但月球2号已经带来月球没有磁场、月球周围没有辐射带等研究成果。
同年10月,苏联的“月球3号”近月探测器又一发成功,这次还传回29张月球背面的黑白照片,让世人首次目睹月球背后的真面目。
那么这段时间美国在做什么呢?美国当然也在努力发射探测器与卫星,但美国的成绩是这样:先锋0号──失败;先锋1号──失败;先锋2号──失败;先锋3号──失败;先锋4号──部分成功;先锋A号──失败。
看表格更清楚。

(制表:科技新报)
过了几年苏联依然持续领先,1961年4月12日更首度执行载人太空飞行任务“东方1号”,尤里·加加林成为第一个进入外太空、并乘坐飞船当地球轨道绕一圈的人类,这消息几乎捣碎了美国人自信心,促使美国决心成为第一个将人类送上月球的国家,如此才能超越苏联。
而原本对太空业务态度保守的美国总统肯尼迪,也因此于1962年发布了激励人心的演讲:重拾阿波罗计划(Apollo program),前往月球,在NASA共计17次阿波罗任务中,大概投入资金250亿美元,约有40万人参与计划。
1962年4月,美国尝试发射了第一艘登月太空船游骑兵4号(Ranger 4),不幸的是太空船失事坠毁月球背面,虽然这使美国成为继苏联“月球2号”后第2个完成月球硬着陆的国家,但游骑兵4号没有传回任何科学数据。
到了1964年,美国的“游骑兵7号”太空船终于成功在月球硬着陆了,并将4,000多张月球表面近距离图像传回地球。然而这代表美国终于追上苏联脚步了吗?不,苏联还在进化。
苏联首先完成月球软着陆、绕月飞行
1966年1月31日,苏联“月球9号”任务成功完成人类第一次在月球软着陆目的,探测器还在月球表面运行了8小时5分钟,传回数据分析表明,月球表面很坚固,人类完全可以降落在月球上。
1966年3月31日,苏联再成功发射人类第一颗环绕月球的飞行器“月球10号”,这颗卫星带有磁力计、伽马射线频谱仪、离子收集器压电测量仪、红外探测器、低能X射线质子测量设备等设备,收集有关月球磁场强度、辐射带、岩石性质等信息,同年5月30日停止向地球回传无线电信号。
到这边为美苏太空竞赛前半段,总结:苏联大获全胜;然而接下来就是NASA逆转胜的局面了,自1966年NASA“测量员1号”也成功在月球表面完成软着陆之后,美国的登月任务开始取得压倒性胜利,几乎再也没有失败过(除了阿波罗1号);而成功将宇航员阿姆斯特朗等人带上月球的阿波罗11号,更是一举将美国推上巅峰。
1972年美、苏结束冷战,两阵营疯狂的太空竞赛终于告一段落,1976年苏联发射月球计划最后一个探测器“月球24号”后,下一个再度前去拜访月球的国家就是日本了,为1990年1月发射的飞天号(Celestial Maiden)绕月探测器。
在1955~1976年间,月球竞赛完全由美国、苏联两大阵营的太空机构主导,而美国、苏联也向月球、金星、火星等天体发射了不少人造卫星和无人驾驶太空探测器,奠定往后各国的航天发展基准与方向。随着技术和资金普及,日本、欧洲与中国、印度的登月梦于1990年、2003年、2007年开始大展身手。

(制表:科技新报)
继美、苏两国后第3个拜访月球的国家:日本
飞天号是日本第一颗环绕月球的人造卫星,而日本也是仅次美国与苏联之后,第3个成功使人造卫星环绕月球超过2年的国家。
虽然日本没有在一开始就加入登月战局,但运载火箭的发展起步其实算早,早在1966年9月便使用拉姆达(Lambda)运载火箭进行首次发射(不过没有成功);连续4次失败后,终于在1970年2月11日首次成功发射拉姆达火箭,将大隅五号卫星送入近地轨道,成为继苏、美、法之后全球第4个发射卫星的国家。
而日本和其他国家不同之处,在于早期多数国家的卫星发展都是弹道飞弹研发的副产物而已,只有日本初衷就是采用简单的不可控固体火箭发射民用卫星,也因此,日本能跻身当今有能力发射卫星的少数国家之一(美国、俄罗斯、欧盟、日本、中国、印度、以色列)。
接在拉姆达(Lambda)火箭之后研发的是Mu系列运载火箭,1970年9月进行首次发射,1971年2月16日首次发射成功,2006年退役;在1990年1月发射的飞天号,就是搭乘这系列的Mu-3S-II火箭发射升空前往月球。而该系列最大型号为M-V运载火箭,火箭长30.7米、直径2.5米,总重约140吨,为三节式火箭,可携带1,800公斤酬载送至离地250公里处的低地球轨道。

Mu系列运载火箭外型比较。(Source:GW_Simulations “CC BY 3.0”, via Wikimedia Commons)
飞天号之后,日本下一个绕月探测器“月亮女神号”(SELENE)隆重登场,于2007年9月14日搭着H2A运载火箭发射升空,由于在当时是继阿波罗计划之后规模最大的探月计划,所以备受关注。
月亮女神号(也称辉夜号,Kaguya)包含有1颗主卫星及2颗子卫星(中继星和甚长基线干涉测量星),主卫星距离月面100公里、轨道倾角90度,于近圆形轨道上绕经月球南北极上空。
惊人的是,辉夜号搭载了14项观测仪器,分为调查月球表面物质、调查月球地形与地底构造、调查月球环境、调查月球重力分布、从月球调查地球、清晰拍摄月球与地球等6大类,并拍出从月球看地球升起的“地球现身”首部动画。
(首图来源:pixabay)