地球很危險（上）：美國纏鬥中國的「火星競賽」

2021/06/15 徐子軒

經過漫長的航行與等待，今年5月中國的祝融探查車終於順利降落在火星的烏托邦平原，成為第六個到達火星軌道（依次為美國、前蘇聯、歐洲、印度、阿拉伯聯合大公國）與第二個安全登陸火星（美國）的國家。接下來的三個月裡，祝融探查車將蒐集與分析當地氣候、磁場、地質等資料，並探索永久凍土與地下冰層的可能性。

對照起2020年公開的火星探索任務，可看出大國的此起彼落。美國NASA的毅力號（Perseverance）火星探查車在今年2月登陸火星，目前仍在執行任務。但歐洲太空總署（ESA）和俄羅斯航天國家集團公司（Roscosmos）合作的第二次ExoMars，因為系統測試問題以及新冠疫情肆虐，延遲到2022年。

另一個成功的大國，就是中國的天問一號。本次登陸的成功絕非偶然，而是長期研究與測試的結果。早在2011年，中國的螢火一號探測器搭載於俄國的Fobos-Grunt太空船，企圖進入火星軌道進行觀測任務，但由於失去聯繫，太空船與探測器被迫墜毀，中國也開始獨立探索火星的計畫。

跟著，中國以月球為目標，像是2013年嫦娥三號成功著陸月球、2020年嫦娥五號回收月球岩石與塵土樣本，這些都奠定天問一號的基礎。在螢火一號10年後，中國累積了豐富的經驗與技術，開始探索火星，展現出直追美國的太空雄心。究竟在天問一號的成功里程碑之後，中國是否可能超越美國、成為太空競賽的第一強國？而在近期一系列太空科技角力中，「中俄」對抗「歐美」的新競合關係，又將左右哪些航太計畫？

圖為今年5月20日，從天問一號探測器平安登陸火星的「祝融號」火星車所拍攝傳回地球... — 圖為今年5月20日，從天問一號探測器平安登陸火星的「祝融號」火星車所拍攝傳回地球的首批照片。圖／歐新社

5月15日，在北京一家購物中心的大型電視牆上，中國官媒播放了成功登陸火星的新聞報... — 5月15日，在北京一家購物中心的大型電視牆上，中國官媒播放了成功登陸火星的新聞報導。電視牆內的影像畫面為控制中心提供的示意圖，非現場狀況。圖／美聯社

▌中美爭鋒的火星任務

目前在火星上進行探索的，除了中國的祝融號，就是三個月前到達耶澤羅隕石坑（Jezero crater）的毅力號，雙方距離大約2千5百公里。比較起規格，毅力號重達1噸，由核能驅動，預計作業至少一年以上；祝融號較小，只有240公斤，由太陽能供電，預計作業三個月。

為了探索火星，火星探查車要有全景和立體成像的高級相機、環境動力學的分析傳感器、分析岩石元素的超級相機等，這方面毅力號的配備等級勝過祝融號。毅力號更攜帶創新號（Ingenuity）直升機，是人類第一次在火星上啟動的空拍機。創新號主要由AI操作，同樣靠太陽能運作，迄今已有六次飛行，負責蒐集地面圖像再傳回地球。

由於雙方目的不盡相同，所以配備也有不同。毅力號不只是要探索火星的地質與氣候等方面，還要準備收集岩石樣本，將來送回地球。若成真等於是人類史上首次從火星升空，進入火星軌道，再接上回歸地球的太空船，目前NASA還在計畫階段，可能會跟歐洲太空總署（ESA）合作，預計2030年以後才有可能達到。

毅力號不只是要探索火星的地質與氣候等方面，還要準備收集岩石樣本，將來送回地球。圖... — 毅力號不只是要探索火星的地質與氣候等方面，還要準備收集岩石樣本，將來送回地球。圖為耶澤羅隕石坑地形圖。毅力號之所以要降落在此，原因是過去曾在周圍發現峽谷及黏土礦物，因此推論在隕石坑附近一度有水存在。所以，毅力號此次任務也包括取得此處岩石，待未來送回地球進一步分析，尋找火星是否曾有生命跡象的證據。圖／維基共享

祝融號雖然沒有蒐集岩石的機能，但中國也有相似計畫，天問一號只是開幕表演，北京希望在2030年將火星物質樣本運回地球，美中雙方較勁意味濃厚。對火星岩石與塵土進行詳細的研究，是為了尋找生命跡象以及氣候變化的線索，了解火星如何從一顆溫暖潮濕的星球，變成今日的寒冷荒漠，能給予人類啟示。

為了更進一步了解火星，毅力號又啟動兩項首創性實驗。一是配備有紫外線拉曼光譜儀的SHERLOC，掃描環境中的有機物和化學物，分析是否曾有生物居住，同時也攜帶太空服材料，檢驗是否可抵禦火星的惡劣環境。

另一實驗為配備名叫MOXIE的儀器，主要功能在於製氧。它可吸入火星的二氧化碳，然後排出氧氣，現在的製氧率為每小時5.4克以上，可供太空人10分鐘呼吸。除了呼吸用氧氣，MOXIE也能製造液態氧，做為未來在火星探索的機器推進燃料。

此外，探索水資源或許是火星計畫的重中之重。火星兩極已發現有水冰，意味著可利用讓生物呼吸、也可提供燃料，更是將來建立殖民地的關鍵。在這方面，祝融號配備一種雙頻探地雷達系統，可穿透地面深達100公尺，觀測地下結構，毅力號也有類似雷達，但只能穿透地面約10公尺。

今年3月4日，毅力號首次行駛在火星表面時，在隕石坑的土壤中留下了車輪痕跡。 ... — 今年3月4日，毅力號首次行駛在火星表面時，在隕石坑的土壤中留下了車輪痕跡。圖／路透社

▌《沃爾夫修正案》的斷決：太空議題可能美中合作嗎？

由於火星任務曠日廢時，且所費不貲，能夠成功著陸更是鳳毛麟角。祝融號有強大雷達功能，國際科學界都希望能共享在火星上獲得的數據與樣本，包括部分NASA科學家在內的美國科學界、拜登的一些顧問，也不斷鼓吹美中恢復合作的重要，強調如果美國將中國拒之門外，就會失去全球領袖的地位。

之所以得出這類結論，是因為支持合作的人士認為，隔離中國會導致無法得知其資訊，對美國國家安全反而有害。再者，若拒絕與中國合作，可能會拖累美國的科學發展，也會損及美國的多邊主義形象，當世界區分兩邊陣營，必然會有國家加入中國一方，美國將失去潛在的夥伴。

同時，和中國交往越深，越能建立起所謂的制衡機制，也就是讓中國遵守國際規範或是與美國的協定。當美中雙方在太空領域合作，自然就能減輕競爭所帶來的緊張，如此一來，中國就會如其白皮書內強調的和平利用太空資源與發展。因此，美國必須評估甚至放棄過時的《沃爾夫修正案》（Wolf Amendment），與中國重新合作。

所謂《沃爾夫修正案》是在歐巴馬政府時期訂下的法案，國會立法限制了NASA等科學機構與中國官員互動，通常需要獲得FBI的特別許可並向國會報備，這是因為擔心美中聯合研究，可能讓中國得以趁機盜取智財權和敏感軍事技術。之後歷屆國會傳承了精神，並加上禁止與有侵犯人權紀錄的中國官員往來，使雙方互動更加困難。

盡管批評沃爾夫修正案的聲音不小，但國會的態度仍然堅決，而上任不久的拜登政府，其太空政策似乎和前任也沒有太大變化。

正在等候NASA副署長提名通過、也是美國第二位女性太空人的梅爾羅伊（Pamela Melroy），面對參議員詢問時表示，她雖不反對與中國對話，但中國在追趕美國的太空優勢，因此仍支持沃爾夫修正案。

更有甚者，現任NASA署長尼爾森（Bill Nelson）在面對中國的火星任務成功後，做了有趣的反應。尼爾森一方面恭喜中國取得成就，表示美國和世界都在期待祝融號的探測成果，另一方面則特別以此警告國會，美國正面臨來自中國的嚴峻挑戰，若不提供足夠經費，升級基礎設施和其他關鍵計劃，可能將落後中國。

再加上川普時期的遺產，如太空部隊、阿提米絲（Artemis）計畫等，並未人亡政息，拜登政府仍繼續發展。曾任NASA代理參謀長、現為高級顧問的拉爾（Bhavya Lal）表示，她並不期望中國會與美國就阿提米絲計畫合作，反倒是應該持續與俄國的關係，顯示出美國的策略還是以中國為主要對手，且趨向於零和競爭。