探秘地月空間的無盡“礦藏”_風聞
脑极体-脑极体官方账号-从技术协同到产业革命，从智能密钥到已知尽头2019-11-17 19:57
我們所有人就像一艘船上的乘客，乘着地球在太空中穿行。而許多人除了自己所在的船艙之外，可能極少關心過這艘大船的其他部分。
在這個層林盡染、秋風瑟瑟的週末，想跟大家“務虛”地聊一聊，在地球這艘船的前方——廣袤的宇宙空間中，有哪些待探索的可能性。
抵達的最近一個站點，自然就是月球。
前不久一則消息傳出，中國要建設“地月空間經濟區”，許多yxh（營銷號）又嗨了起來，一時間去月球上挖礦的、到空間站種巨型蔬菜等等信息撲面而來，充滿了“東宮娘娘……，西宮娘娘卷大葱”的樸實想象。
中國，乃至美俄歐日都虎視眈眈的地月空間到底有什麼寶藏？其實早在2016年，中國載人航天工程原副總指揮張育林就已經言簡意賅的説清楚了（劃重點啦，考試要考）——中國的載人航天規劃，既非簡單地登月，也不會是載人火星探測，而是從搶佔未來發展先機的角度，通過持續的技術突破和積累，穩步開發利用地月空間。
是不是看完依舊一頭霧水。我們嘗試和大家一起尋找答案：
學過中學歷史的恐怕都知道，自從1972年之後，人類再也沒有親自登上過月球了，也就是時不時送一些探測車上去拍拍照片。50年前都能做到的事，以今天中美俄TOP3隊伍的航天實力，真的不可能復現嗎？答案當然是否定的。
主要原因在於，載人登月真的很貴。美國阿波羅項目將12個宇航員送上了月球，前後共耗費了2000億美元的高昂資金，蘇聯更是因為太空競賽被拖垮解體。而此前登月收集到的資料顯示，月球資源並沒有非常大的開採價值。即使是大家最耳熟能詳的“氦3” ，開發難度也大到完全沒有必要跑到月球上搞。花費國家巨量財富只為了讓真人上月亮上打個卡，在和平思想主導的非冷戰期，恐怕誰都過不了自家老百姓這一關。
其次，搶佔了哪些先機？
既然月球去不去意義不大，為什麼説地月空間開發是“搶佔未來先機”呢？
最重要的考量就是——安全與發展。
對地面來説，近地軌道到月球軌道之間的區域，在情報收集、軍事武器部署、衞星通訊、空間站活動等方面，所帶來的國家安全戰略價值是難以估量的。
美蘇太空爭霸的核心後來就從登月轉為了近地空間，據報道，美國國防部在corona衞星返回後聲稱，這一顆衞星收集到的情報超過了以往對東歐、蘇聯和中國所有U-2偵察機獲得情報的總結。而就在最近，美國一架運輸機剛剛依靠spacex的“星鏈”實現了遠高於軍用通信衞星速度的網絡通信。對於未來國家的信息化保障來説，地月空間部署顯然是不可或缺的一環。
而另一方面，如果未來人類必然將向載人火星或更遠的深空區域探索，地月空間必然成為該類任務執行的前哨站與基地。
根據國際宇航科學院測算，預計到2045年人類所有太空任務的總重量將達到17萬噸，其中97%集中在地月空間。
依據目前全球的地緣化趨勢（美國在國際宇航大會期間延遲給中方代表團發放簽證），如果不願掣肘於人，啓動地月空間的自主開發，或許就如同15世紀的“大航海運動”，具有決不能掉隊的重要經濟、政治戰略意義。
説到這裏，肯定有同學會質疑——不對啊，既然你説登月沒意義，那為什麼美國還要“不惜一切手段”重啓登月計劃呢？
答案其實前面專家也告訴我們了，為了“持續的技術突破和積累”。
換句話説就是，上一次人類登月的“技術紅利”已經吃的差不多了，這時就面臨兩個問題，一個是繼續向天頂技術發起衝擊，一個是將成熟的航天技術實現商業化。而這兩點的基礎則都是對地月空間的進一步開發利用，也就是“登月2.0版”了。
比如2017年的國際宇航大會上，美國和俄羅斯就宣佈將聯手在月球軌道上建立一個叫做“深空之門”（Deep space gateway）的月球空間站。這個空間站是用來幹嘛的呢？未來將作為探索太陽系乃至人類登陸火星的基地。而就在前不久，NASA副局長也將開展地月空間作為抵達火星的重要一步。
而在商業化上，私營企業就接棒“美國國家隊”成為了登月計劃的主力軍。不過，而他們的賺錢空間，其實還是在地月之間。比如馬斯克的SpaceX，將自己的使命設定為“讓人類成為一個跨行星物種”，説白了就是帶人去火星啦。但它征服星辰大海的第一步，也是從地月空間起步的，包括不斷推動可回收重型火箭、可回收貨運飛船、星鏈通信網絡等等……
莎士比亞曾在詩歌中描繪到——月亮走錯了軌道，比平常更近地球，所以人們都發起瘋來了。
不過，今天的人類早已不僅僅想知道月亮與潮汐的關係，更想像起航的艦隊一樣，投入它的臂彎。
當我們走進地月空間，我們能做些什麼？
説了這麼多人類和國家大義，開發地月空間到底有哪些具體動作？我們不妨通過一些項目來具象化地想象一下：
1. 常態化、航班化的天地往返運輸網絡。
航天活動的首要目標，肯定就是更加了解地球、反哺地球。換句話説，近地空間的深度開發始終都是航天事業的重中之重。而地月往返運輸網絡，是一切地月空間經濟活動的前提。
比如GPS導航、紅外預警衞星、通訊衞星等等，這些硬件的技術迭代都會給地面帶來不可估量的信息與服務。這些都需要高穩定性、推力大、低運維成本的重型火箭來實現，其中重複使用與可回收更是攻克的重點和難點。
目前，貝索斯的Blue Origin就成功完成了五次火箭 New Shepard 的發射與回收任務，終極目標是在 2025 年左右運輸送各種實驗設備、貨物上月球。這位掌門人是要把亞馬遜全球履行中心搬上月球的架勢啊，波音與洛克希德馬丁公司聯合組建的聯合發射聯盟 （United Launch Alliance） 也正在制定圍繞月球的交通網絡。
而這樣的地月“物流中心”也正是我們所必不可少的，還等待着研究人員們從火箭發動機開始一點點去攻克。
被稱為“基建狂魔”的中國可能最懂一個道理——要想富，先修路。路修好之後，在地月空間中如果想要開展經濟活動，人員、實驗設備、貨物等都要有地方存放才行。
比如太空站公司 Bigelow Aerospace就打算在2020 年左右在月球軌道上建立空間站，可用於存放物資、醫藥設備甚至供人類居住。馬斯克的SpaceX也跟NASA簽訂了貨運補給合同，並已經完成了一次任務。
而目前為止，中國還沒有自己的國際空間站。不過，伴隨着天宮一號、二號，以及天舟一號的陸續上天，中國距離擁有自己的“太空站”也越來越近了，成功後必然會迎來加快推進的增長期，在未來的很長一段時期內，地月經濟圈的“太空城”建設也將成為另一個等待“基建狂魔”征服的廣袤空間。
3.娛樂化商業太空活動服務。
國家航空走向火星和深空，近地航天逐步商業化之後，也使得許多有意思的娛樂服務能夠為（有錢的）“普通人”所用。
比如2018年，俄羅斯能源火箭航天公司就打算開通太空旅遊業務，讓付費遊客在國際空間站上出艙行走，費用盛惠一億美元（流下了貧窮的淚水）。這邊還在籌備，那邊馬斯克spacex已經搞定了客户，準備在2023年讓一位日本企業家及他的好友們一同搭乘獵鷹火箭繞月飛行……
此外，利用商業衞星組成logo標識在太空中打廣告，在月球上插上廣告牌，都已經在航天初創公司們的新聞稿裏出現了。
而這些商業化力量的加入，也有機會為地月空間探索搭建起良性循環的運轉模式。目前我國的航天事業還是以“國家隊”主導為主，需要現在基礎領域補齊作業。不過，近些年強大的航天工業體系也積累了許多人才、技術和製造實力，未來風口一旦打開，中國的商業航空力量也有更多機會和可能，讓地月空間的發展成果惠及普通大眾。別的不説，至少海上WiFi的費率能降下去點兒吧？？？
AI與robot：飛上天和人類肩並肩
中國的地月探索，是孤獨的。太空站，是獨立打怪；動力系統，要自主研發……總之一切有美國航天參與的項目，都將中國排除在外。
人工智能與機器人，就像是時代送來的禮包，正在成為載人月球探測上的好夥伴，與中國一起征戰太空。
目前來看，伴隨着航天運載系統規模的擴大，任務的複雜性也在提高，此時就很有必要建立一個智能的監控系統，通過算法來對空間站內的運作系統進行在線控制，來避免系統誤差導致災難性故障，美國宇航局在第二代空間站上就大量應用了AI技術。
目前，中國還在大力推進“星光中國芯工程”，就是利用智能控制技術，實現航天器的自主制導、導航和控制，以及數據處理、故障判斷和部分重構與維修等工作，從而大大減少對於地面測控、通信等支持系統的依賴。
前不久實現了月球軟着陸的嫦娥三號，也搭載着AI技術。在降落途中遇到月表石塊，靠地面通信判斷是完全來不及的，依靠全自助的快速機器視覺識別與判斷，才最終選定了一個安全區域實現着陸。
而在地面領域，從火箭發射過程中的天氣預警、智能發射系統，以及基於大數據和機械自動化的智能製造，都在不斷推進中國航天的升級。
工業文明星火之時，我們曾自封海路，於是無數瑰寶和土地相繼毀於“海洋霸主”們手中。此後憑藉着一手爛牌，重新走上天頂技術的牌桌，恐怕沒有人比我們自己更懂百年來的篳路藍縷，也更懂失去太空的焦慮。
而這趟征程的最大意義，或許是在我們説出“open the doors”（打開艙門）的時候，不會聽到一句“I’m afraid I can’t do that”。無論那聲拒絕是來自人類，還是AI。