1950年代啟動、1960年代成功的人類登月計畫,不僅締造史無前例的人類探險成就,而且為我們的日常生活帶來影響深遠的變化,激發科技業百花齊放。時至今日,從天氣預測、衛星定位到智慧型手機,都要感謝當年人類挑戰太空的雄心壯志。
時值阿波羅11號(Apollo 11)登月50周年,美國航空暨太空總署(NASA)天文學家、威斯康辛大學密爾沃基分校(UWM)教授克萊頓(Jean Creighton)特別撰文,歷數登月計畫帶動的5大創新。
一、火箭
1957年10月4日,蘇聯發射史上第一顆人造衛星「史潑尼克1號」(Sputnik 1),人類正式進入「太空時代」(Space Age),當時他們的發射載具技術,是來自二戰納粹德軍的「V-2」長程飛彈。
接下來就是一飛沖天:1959年1月4日,蘇聯「月球1號」(Luna 1)衝出地球重力場、飛越月球;1961年4月12日,蘇聯「東方1號」(Vostok 1)讓加加林(Yuri Gagarin)成為第一位太空人;1962年7月10日,美國第一枚通訊衛星「電星1號」(Telstar 1)對大西洋地區送出電視節目訊號。
美蘇兩國雖然在太空領域激烈競爭,但是對於利用納粹德軍技術倒是有志一同,而且美國手上有一張王牌:德國火箭科學天才馮布朗(Wernher von Braun),推升阿波羅任務的「農神5號」(Saturn V)火箭就是他的傑作。
農神5號的5具F-1發動機每1秒鐘要燒掉12.9噸燃料,至今仍是人類的「火箭王」,但是今日火箭的成本要比半世紀前低廉許多。農神5號今日的造價超過10億美元,相較之下,SpaceX的「獵鷹重型運載火箭」(Falcon Heavy)「只要」9000萬美元,讓人類的太空事業如虎添翼。
二、人造衛星
火箭不但可以將人類送上月球,更為人類開啟了衛星時代。最常見的衛星繞行地球同步軌道(geosynchronous orbit),距離地表3萬4100公里至3萬6440公里,為人類提供通訊、網際網路連結、電視節目播送等服務。
目前我們頭頂的天空中,約有4987顆衛星正在繞行地球;光是在2018年,各國就進行了382次衛星發射任務。目前仍在運作的衛星之中,40%用於通訊、36%用於觀測地球、11%用於技術實驗、7%用於導航、6%用於太空與地球科學研究。
三、微型化
太空任務使用的火箭必須力大無窮,但是在其他方面卻必須追求「輕薄短小」,以減少發射升空、抵達軌道所需的能量──就連阿波羅任務登月艙的艙壁,厚度也只有薄薄的兩張紙。