月球已经陪伴地球46亿年了。每个夜晚,它挂在天上,沉默、稳定、准时。但你有没有想过一个问题:它到底从哪儿来的? 从近代天文学诞生开始,人类就一直在猜。有人说是地球甩出去的,有人说是地球捡来的,有人说是和地球一起生的。三种假说,三种逻辑,每一种都曾风光一时,又都在新的证据面前败下阵来。而它们被推翻的过程,恰恰是科学最迷人的部分。 先讲第一个故事。一百多年前,英国天文学家乔治·达尔文——没错,就是那个进化论奠基人达尔文的儿子——提出了一个想法。他认为,早期的地球转得非常快,快到把自己的一部分甩了出去。那些被甩出去的地幔物质,在太空中慢慢聚拢,最后形成了月球。他甚至觉得,太平洋那个巨大的凹陷,就是月球离开后留下的疤痕。 这个假说听起来很有画面感。地球像一块被甩干的抹布,甩出去一滴水,那滴水变成了月亮。它甚至有一个好听的名字,叫分裂说,也叫亲子假说——月球是地球的亲生孩子。 但这个孩子和妈妈长得太不像了。阿波罗登月计划带回的月壤样本,给分裂说判了死刑。太平洋的年龄只有两亿年,月球却已经四十五亿岁,那个所谓的“伤疤”根本不可能是月球留下的。而且物理学家算了一笔账:想要把足够形成月球的质量甩出去,地球的自转周期必须短到两个半小时一圈。这个速度下,地球早就自己散架了,哪还有力气生孩子。角动量也对不上——地月系统的实际角动量,和分裂说推出来的完全不是一回事。这个假说,被彻底放弃了。 既然不是甩出去的,那会不会是捡来的? 这就是第二个故事。20世纪80年代,俘获说一度很流行。它把月球定位成一个来自太阳系其他地方的流浪者。一颗小行星,甚至是一颗小型原行星,在宇宙中孤独漂流,某天不小心闯入地球的引力范围,被一把抓住,从此成了地球的卫星。太阳系里确实有这样的例子,海王星的卫星海卫一,就被认为是从柯伊伯带捕获来的。 但月球的体量太大了。它的质量是地球的八十一分之一。天体力学告诉我们,两个天体在宇宙中相遇,如果没有特殊的减速机制,结果只有两个:要么撞上,要么擦肩而过。想要平稳捕获一个这么大质量的物体,需要的条件苛刻到几乎不可能发生。更致命的是,月球的氧同位素比例,和地球一模一样。如果它是从太阳系其他地方流浪过来的,同位素组成不可能这么吻合。就像你捡到一个流浪儿,一验DNA,发现是你亲生的。这个矛盾没法调和,俘获说也站不住了。 那会不会是双胞胎?一起生的? 第三个故事叫同源说。
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1969年,人类在月球上踩下了第一个脚印。那一年,阿姆斯特朗踏出登月舱的时候,地球上超过六亿人守在电视机前,见证那场近乎不可能的壮举。那是冷战的高潮,是太空竞赛的终点,也是人类迄今为止在月球上做过的最轰动的事。 五十多年后,美国又喊出了重返月球的口号。可这一次,很多人不解:为什么五十年前能做到的事,今天反而变得这么难?当年的计算机还不如你手里的手机,当年的导航靠算盘辅助计算,当年的火箭是一次性的、用完就扔——那样的技术条件下,人类都登月了六次。现在航天技术迭代了这么多代,可重返月球的消息一推再推,火箭测试爆炸,着陆器出问题,进度一拖再拖。 是技术倒退了吗? 当然不是。真正的原因,是目标变了。当年的登月和今天的登月,看起来都是“去月球”,但本质上完全是两件事。如果我们用盖房子的比喻来理解,一切就清晰了。 五十年前的阿波罗计划,是在月球上踩一脚就跑。那时候的目标只有一个:抢在对手前面把旗子插上去。美国国会批钱的时候说得清清楚楚,要抢在十年内把人送上月球再安全接回来。至于去了之后能干什么、能留下什么、下一次怎么再去,都不在优先考虑的范围内。 那是一场典型的“闪电战”。为了赢,什么都可以牺牲。土星五号是人类史上推力最大的火箭,但它是一次性的,飞一次就沉入大海。登月舱是为单次任务设计的,完成任务后就丢弃在月球上。所有技术路径都指向一个目标:最快速度,最低复杂度,只要能成功一次就行。 阿波罗计划一共花了约250亿美元,按现值换算相当于现在的上千亿。这笔钱如果分摊到每一次发射,成本高到吓人。但那是冷战,政治账压倒经济账。赢了就行,贵不贵以后再算。 可是今天不行了。今天美国喊出的重返月球,不再是为了“踩一脚”,而是为了“扎下根”。NASA的阿尔忒弥斯计划,目标是建立月球基地,实现长期驻留,开采月球资源,最终把月球变成前往火星的中转站。这不是闪电战,是持久战。不是建一个帐篷,是建一座城市。 目标一变,难度呈指数级上升。 先看火箭。当年的土星五号虽然推力大,但它的设计极其简单粗暴,就是堆燃料、堆推力,不计成本、不求回收。而今天的重型火箭,比如太空发射系统SLS,或者星舰,不仅要能载人载货,还要考虑重复使用,考虑长期运行成本,考虑兼容不同任务的需求。星舰的目标是单次运载百吨级载荷登月,还能返回地球、再次发射。这种“可回收+大载荷”的技术路径,是阿波罗时代从未涉足的领域。
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