天文科普:宇航員徒步環遊月球一周要多長時間呢
來源:新浪科技
發布時間:2021-07-06
瀏覽次數:1055

  舉(ju) 頭望明月,明月何其小。但假如你登上一艘宇宙飛船,穿上太空服,踏上史詩般的月球徒步之旅,你猜環遊月球一周,需要多久?答案取決(jue) 於(yu) 多種因素,包括你的行走速度,每天行走的路程,以及規避危險地形不得不繞的彎路。總的來說,環遊月球一周大約需要一年以上的時間。但實際上,在這個(ge) 過程中,還有很多挑戰需要克服。

  根據NASA的說法,到目前為(wei) 止,一共有12個(ge) 人踏足月球表麵,所有這些人都是1969年到1972年之間參與(yu) 阿波羅任務的宇航員。發回地球的影像記錄告訴我們(men) ,在月球的低重力環境下——大約是地球重力的六分之一,行走(更準確地來說是跳躍前進)是一件極其困難(且十分有趣)的事情。

  但是,NASA之後的研究表明,人類在月球上的行進速度可以比阿波羅宇航員的更快。理論上來說,徒步繞月球一周的時間可能要比先前預期的更短。

  加快步伐

  根據NASA的數據,在執行阿波羅任務期間,宇航員以每小時2.2千米的速度在月球表麵漫不經心地跳躍行走。速度這麽(me) 慢,主要是因為(wei) 他們(men) 身上穿著十分笨重的加壓太空服。當時,人們(men) 在設計這種太空服的時候,並未對移動的靈活性加以考慮。但如果“月球漫步者”穿上更為(wei) 輕便的太空服的話,他們(men) 可能會(hui) 發現活動起來要容易許多,因此可以加快行走的步伐。

  2014年,NASA在《實驗生物學雜誌》發表的一項研究,測試了人類在模擬月球重力下行走與(yu) 奔跑的速度。為(wei) 此,研究團隊找來八名參與(yu) 者(其中三名是宇航員),讓他們(men) 在DC-9飛機上的跑步機上行走奔跑。在此期間,飛機在地球上以特殊拋物線軌跡飛行時可以模擬月球的重力,每次曆時大約20秒。

  實驗表明,參與(yu) 者在奔跑前,最快的步行速度可以達到每小時5千米。這不僅(jin) 是阿波羅宇航員步行速度的兩(liang) 倍以上,而且也較為(wei) 接近我們(men) 在地球上的平均最快步行速度,即每小時7.2千米。

  參與(yu) 者可以這麽(me) 快地行走是因為(wei) 他們(men) 可以自由地擺動雙臂,就像我們(men) 在地球上走路一樣。這種擺動可以產(chan) 生向下的力,進而部分抵消重力的缺失。而阿波羅宇航員則因為(wei) 穿著笨重的太空服,沒有辦法擺動雙臂,使得他們(men) 行動遲緩。

  若以這個(ge) 新的最大假設速度計算,我們(men) 隻需要91天就可以走完月球一周,全長10921千米。相比之下,地球赤道周長40074千米,以相同的速度,不間斷地走完地球一周(比如,不吃不喝不睡)大概需要334天。不過由於(yu) 海洋的存在,實際上我們(men) 根本沒辦法徒步環遊地球。

  當然,沒有人可以連續不停地走上91天。所以,繞月徒步一周的實際時間會(hui) 更長一些。

  規劃路線

  月球上的徒步旅行也麵臨(lin) 各種各樣的挑戰。歐洲航天局的科學顧問艾丹·考利說:“從(cong) 邏輯上來講,我覺得這是可行的。但是,這個(ge) 任務比較奇怪,以至於(yu) 不一定有人會(hui) 真的去嚐試。”

  月球徒步旅行的挑戰之一是攜帶補給物資,比如水、食物和氧氣。

  考利說:“我覺得用背包裝這些東(dong) 西可能不太現實,因為(wei) 太重了,哪怕月球上的重力隻有地球的六分之一。”

  所以,考利說,你需要一輛後勤車。然後,這輛後勤車還可以兼做庇護所。他說:“許多太空機構都在考慮使用加壓漫遊車的可能性,它可以在宇航員執行探索任務的時候提供支援,有點類似於(yu) 移動式微型基地。晚上你可以住進後勤車裏,補充能量,等到白天再出來繼續走路。”

  月球冒險者當然也需要一套太空服,這套太空服的設計將務求最大的運動靈活性。考利解釋說,當前的太空服在設計製作時,仍沒有考慮太多的運動性,但也確實有一些機構在設計合身的太空服,可以讓穿戴者的手臂自由擺動,從(cong) 而在月球上正常行走。

  接著,月球上坑坑窪窪的地形,也意味著想要尋找一條合適的路線會(hui) 很麻煩,特別是有些隕石坑可能深達數英裏。考利說:“遇到隕石坑,你最好還是繞路走,太危險了。”

  規劃路線時,光照和溫度也是需要考慮的因素。考利說:“月球赤道附近,在白天的時候,溫度大約是100攝氏度。等到了晚上,溫度驟降至零下180攝氏度。”

  月相更意味著在有些日子裏,可能整日整夜見不到多少陽光,以及至少有一半的旅程隻能在一片漆黑中進行。經過特殊設計的太空服或許可以在這樣的極端溫度下給予你保護,後勤車當然也可以提供保護。然而,溫度也可能會(hui) 改變月球浮土的狀態,這是一層覆蓋在月球堅實基岩表麵的灰色細土壤。考利說,浮土狀態的變化,也會(hui) 影響你行走的速度。

  但是,更危險的或許是輻射。不像我們(men) 的地球,月球上沒有磁場可以阻擋輻射。考利說:“如果當時沒有發生主要的太陽活動,那情況可能還算好的。但是一旦發生太陽耀斑或日冕物質拋射時,你會(hui) 暴露在高輻射之下,這會(hui) 嚴(yan) 重威脅你的健康。”(根據NASA的說法,太陽耀斑和日冕物質拋射均為(wei) 釋放大量能量粒子和磁性粒子,但釋放的粒子類型、事件持續的時間以及輻射在太空中穿越的方式都有所不同。)

  由於(yu) 你的肌肉和心血管係統需要在低重力環境下運動,這類任務對耐力訓練也有極高要求。考利說:“你可能需要派一名具有超馬拉鬆體(ti) 能水平的宇航員去完成這項任務。”

  最後,考利表示,一個(ge) 人在一天當中能夠以最快速度行走的時間可能也就三到四個(ge) 小時。所以,假如一個(ge) 人每天以每小時5千米的速度行走四小時,同時假設他的行走路線也沒有受到隕石坑的太多幹擾,並且他也解決(jue) 了溫度變化和輻射的挑戰,那麽(me) 他環遊月球一周仍然大概需要547天,將近一年半的時間。

  然而,考利說,人類至少要等到本世紀三十年代末或四十年代初,才有可能擁有完成這項壯舉(ju) 的技術或設備。“沒有哪個(ge) 太空機構會(hui) 支持這樣的任務。但是,也許某個(ge) 異想天開的億(yi) 萬(wan) 富翁會(hui) 想嚐試一下,並付諸實踐。”(勻琳)

關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情


聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者