航空航天科普:月球並不冷寂
作者:鄭軍
發布時間:2020-11-25
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航空航天科普:月球並不冷寂

有趣的是,美國的“阿波羅號”登月半個(ge) 世紀後,居然有22%的美國人懷疑載人登月是一場騙局。他們(men) 的理由很簡單:今天的技術遠勝當年,為(wei) 什麽(me) 人類再沒有返回月球?

其實,真正的原因是人類遲遲沒找到重返月球的理由。初步研究表麵,月麵寒冷而孤寂,似乎既缺乏科研價(jia) 值,也缺乏工業(ye) 前景。於(yu) 是,宇航界便把目光轉向更遠的深空。

不過,最近一段時間積累的科研成果,讓人們(men) 對月球重燃興(xing) 趣。“嫦娥五號”就是這場逐月新浪潮的先鋒。後麵,中國還要建設月球基地,並吸引到俄羅斯等國的參與(yu) 。美國也推出“深空之門”計劃,在月球軌道上長期駐留空間站,還要建設“月球4G網”。

是哪些因素重新提升了月球在人類心理上的期望值?首先便是能源。在月麵上接受太陽能,沒有塵埃和水氣的消減,效率遠高於(yu) 地麵。月球每年接受的太陽能相當於(yu) 人類年耗能的2.5萬(wan) 倍。在月麵使用太陽能技術,無論是自用還是以微波形式發回地球,都大有潛力。

科學家甚至提出將小型工廠直接安置在大型月球車上,在月麵行走,追逐陽光。月球一晝夜約相當於(yu) 地球的十四天,表麵重力又低。巨型月球車自帶設備,一邊用月壤製造產(chan) 品,一邊行走,可以永久保持在向陽麵,靠太陽能自給自足。

地球上已經有完整的太陽能工業(ye) ,在月球上可以即插即用。那裏還有地球上完全沒有的能源,就是氦3。它在發生熱核反應時不產(chan) 生中子流,容易控製,被視為(wei) 最好的可控核聚變燃料。而月麵就是一個(ge) 巨型氦3礦。幾十億(yi) 年積累到今天,估計月壤裏已經有一百萬(wan) 噸氦3!照目前的能源消耗量,能夠支持人類使用一萬(wan) 年。

月球上主要工業(ye) 原料是月壤,是岩石經曆億(yi) 萬(wan) 年碎裂後形成的粉塵。月麵幾乎到處都有月壤,平均五到十米厚。月壤的二氧化矽和氧化鋁含量均達到建設陶瓷的要求,可以用微波燒結法直接將月壤加工成塊,前提是月球能提供豐(feng) 富的電力。

月壤包含著大量的氧化物。用集熱光纖可以提取其中9.6%的氧氣,這樣就保證了月球基地的供氧。月壤做為(wei) 三D打印材料,直接建造基礎設施。它還可以製造玻璃纖維,未來在月球上,很多工作用品和生活用品要使用玻璃纖維製造。

由於(yu) 以月壤為(wei) 采礦目標,在月球上采礦不需要勘探礦脈,放炮打洞,冒塌方的風險,隻需要在月麵鏟鏟土,工作量和危險性遠低於(yu) 地球采礦。

人類登上月球,不用在其表麵大興(xing) 土木,而是利用月球熔岩管。火山熔岩噴出後,一邊流動,一邊凝固。外層凝固時內(nei) 層仍然在流動,於(yu) 是內(nei) 層流走,留下管道,稱為(wei) 熔岩管。由於(yu) 重力低,內(nei) 部地質活動也早就停止,月球保留了體(ti) 量巨大的熔岩管。

印度月球探測器已經在月球赤道附近找到一片熔岩管,長兩(liang) 公裏,寬360米,能裝下一個(ge) 城市小區。隨著對月麵的深入勘探,這類熔岩管會(hui) 發現得更多。厚厚的岩層可以阻擋宇宙射線,方便人類定居。在裏麵施工也不用擔心地球上的透水和塌陷事故,簡單易行。

人類生存必須有水,好在月球上已經發現了冰。由於(yu) 自轉和公轉的關(guan) 係,月球兩(liang) 極某些環形山陰影處永遠不見太陽,那裏儲(chu) 存著遠古小天體(ti) 撞擊時留下的冰,初步估計有六億(yi) 噸。雖然這在地球上隻是蒼海一滴,但完全能供應幾個(ge) 月球基地。

目前看來,月球南極點的謝克爾頓撞擊坑是水冰儲(chu) 存區。月壤裏也大量包含結晶水合物。通過化學方式可以將水分解出來。這些水除了供人類飲用,以及供月球農(nong) 場進行種植生產(chan) ,還可以電解成氫和氧,用作火箭推進劑。

有的讀者會(hui) 質疑,除了氦3,月麵提供的這一切,地球上並不稀罕。確實如此,不過,月球開發的主要目標並非把資源帶回地球,宇航事業(ye) 的賬有另外的算法,就是資源替代價(jia) 值。

如今搞航天,所有物資都要從(cong) 地麵用火箭送上去。一公斤水和一公斤科研儀(yi) 器要花費同樣多的發射成本。如果能在太空找到某種物資,替換地麵的供應,就相當於(yu) 節省了部分發射費用。

利用地外資源自給自足,是宇航事業(ye) 正在追求的目標,月麵上能夠率先實現這一步。

(作者係中國作協會(hui) 員,科幻作家,中國未來研究會(hui) 常務理事)





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